專利名稱：在加工工具中定位電子元件的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在加工工具中定位電子元件的裝置和方法，其中，在上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間，所述電子元件可線性位移。
背景技術(shù)：
在電子元件生產(chǎn)和加工中，用于加工的元件正日趨微型化，這已成為一種趨勢(shì)。這些元件通常也是價(jià)值比較高的元件，所以，處理這些電子元件亦須設(shè)立嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，加工元件時(shí)通常使用下導(dǎo)向器和上導(dǎo)向器，其中，在下導(dǎo)向器和上導(dǎo)向器之間，電子元件可以小移動(dòng)自由度位移(例如0. 05-0. 2毫米)。在對(duì)電子元件進(jìn)行加工期間，電子元件被諸如夾持塊的夾持裝置夾持?，F(xiàn)有定位方法的缺點(diǎn)在于費(fèi)用相當(dāng)高，而且隨著電子元件的日益微型化，這也意味著，用于定位的元件變得越來越小，因此它們也更易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的裝置及改進(jìn)的方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其可以更低的成本將電子元件可靠地定位在加工工具中。為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明提供了一種在加工工具中定位可線性位移的電子元件的裝置，包括線性下導(dǎo)向器和線性上導(dǎo)向器，其中，線性下導(dǎo)向器用于對(duì)電子元件沿一路徑進(jìn)行導(dǎo)向支撐，線性上導(dǎo)向器用于將電子元件的移動(dòng)自由度限定在距下導(dǎo)向器一距離；其中至少一個(gè)導(dǎo)向器構(gòu)成金屬平板的一部分，所述金屬平板具有削薄的部分，由此，相對(duì)于包圍所述導(dǎo)向器的板材垂直于金屬平板，所述導(dǎo)向器可彈性地位移至少0. 005毫米，優(yōu)選至少 0.01毫米。相對(duì)于包圍導(dǎo)向器的板材，可彈性位移的導(dǎo)向器的彈性位移距離最大為0. 05毫米，優(yōu)選為0. 03毫米。因此，在位移期間，電子元件在上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間有一限定間隙。從而，產(chǎn)品在導(dǎo)向器間傾斜的可能性很小。上述裝置同樣適用于非常小(分立)的電子元件(如尺寸范圍在0. 3-0. 5毫米的所謂的微型產(chǎn)品)。文中的“可彈性位移”理解為垂直于金屬平板的移動(dòng)自由度，即在定量位移期間， 消除產(chǎn)生位移的力后，導(dǎo)向器完全恢復(fù)到位移之前的起始狀態(tài)。導(dǎo)向器之間電子元件的移動(dòng)自由度可受到上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間距離變化的影響。根據(jù)本發(fā)明的裝置的重要優(yōu)點(diǎn)為，在基本不損壞電子元件的條件下，可以在導(dǎo)向器之間夾持電子元件。因此，能依照要求阻礙甚至阻止電子元件在導(dǎo)向器之間的位移(線性導(dǎo)向)，從而將電子元件夾持在導(dǎo)向器之間。同時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)電子元件進(jìn)行加工或測(cè)量的目的。相對(duì)于包圍且支承該導(dǎo)向器的板材，至少一個(gè)導(dǎo)向器具有彈性可位移性的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)電子元件被夾持在導(dǎo)向器之間時(shí)，可以補(bǔ)償電子元件在尺寸上的一定變化，和/或當(dāng)電子元件和導(dǎo)向器之間有污物時(shí)，可以防止電子元件或者導(dǎo)向器被損壞。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常是在現(xiàn)有導(dǎo)向器的基礎(chǔ)上，提供單獨(dú)的夾持裝置。與現(xiàn)有技術(shù)不同，這項(xiàng)功能不是通過單獨(dú)的夾持裝置實(shí)現(xiàn)的，而是用單獨(dú)的可控懸架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。因此，本發(fā)明有效且高效地實(shí)現(xiàn)了所需功能?？蓮椥晕灰频膶?dǎo)向器、削薄的(有彈性的)連接部和形成支座的包圍板材在金屬平板上一體制造。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)本發(fā)明，上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間僅需要一個(gè)比較小的相對(duì)移動(dòng)自由度(0. 005-0. 05毫米)。因?yàn)樵趩蝹€(gè)元件中整合了導(dǎo)向和夾持作用，可以實(shí)現(xiàn)較小的相對(duì)移動(dòng)自由度。因?yàn)闆]有應(yīng)用單獨(dú)的元件實(shí)現(xiàn)這些功能，無需補(bǔ)償不同元件的(累積)公差。因此，由于可以獲得較小的移動(dòng)自由度，能進(jìn)一步加工比較小的電子元件。優(yōu)選地，至少一個(gè)導(dǎo)向器具有至少一個(gè)用于相對(duì)于線性位移的方向進(jìn)行橫向定位的豎直邊緣。因此上導(dǎo)向器和/或下導(dǎo)向器具有一個(gè)豎直的，最好為線性的導(dǎo)向邊緣，或者多個(gè)平行的線性導(dǎo)向邊緣。通過所述導(dǎo)向邊緣，電子元件不僅被約束在上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間，而且在橫向上相對(duì)于線性導(dǎo)向器被約束，從而，使用同一個(gè)元件防止了電子元件的橫向位移和垂直位移(垂直位移可理解為垂直于導(dǎo)向器的位移)。在另一個(gè)有利的實(shí)施例變體中，多個(gè)彼此平行設(shè)置的導(dǎo)向器被結(jié)合在一個(gè)單個(gè)的金屬平板中。利用這個(gè)實(shí)施例變體，多排電子元件可以彼此相鄰?fù)瑫r(shí)定位。尤其是在加工較小元件(如本文中提到的所謂的高密度框架和微型產(chǎn)品)時(shí)，多排電子元件可并排加工。 至此，由于本發(fā)明可獲得更高的加工能力(UPH)，在一個(gè)單個(gè)的金屬平板中設(shè)置多個(gè)導(dǎo)向器的導(dǎo)向成本得到了限制。因此，與可比較的現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比，本發(fā)明裝置的加工能力可提高 50-100%。為了推進(jìn)電子元件，本裝置設(shè)有傳動(dòng)裝置，以便能向前推進(jìn)或在上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間傳送/向前移動(dòng)電子元件。通常，這個(gè)位移是通過導(dǎo)線框或托架(carrier)傳遞給產(chǎn)品，也可以通過產(chǎn)品之間互相向前推送來實(shí)現(xiàn)，也可通過改變上導(dǎo)向器的支座和下導(dǎo)向器的支座之間的距離來實(shí)現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)該目的，本裝置還設(shè)有用于調(diào)整所述距離的閉合機(jī)構(gòu)。因此，電子元件不僅可以具有在上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間按要求位移(滑動(dòng))的必要自由度，而且可以被夾持在下導(dǎo)向器和上導(dǎo)向器之間。同時(shí)，例如在發(fā)生故障時(shí)，還有利于將上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器移動(dòng)足夠的距離(張開)以便取出電子元件。為避免兩個(gè)支座移動(dòng)得過于靠近，而產(chǎn)生過大的力，須進(jìn)一步限定兩支座間的最小距離。在另一個(gè)實(shí)施例變體中，在具有可彈性位移導(dǎo)向器的金屬平板上，設(shè)有靠近可位移導(dǎo)向器的連續(xù)凹槽。這樣，除了為可位移導(dǎo)向器提供所需的移動(dòng)自由度外，也可以為在導(dǎo)向組件之間對(duì)電子元件進(jìn)行加工的工具提供通道。利用本裝置，能將電子元件夾持在上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間，由此固定電子元件。進(jìn)而，可在該固定位置加工電子元件。為了實(shí)現(xiàn)此目的，本裝置還設(shè)有至少一個(gè)對(duì)容納在導(dǎo)向部件之間的電子元件進(jìn)行加工的工具，如沖床、彎曲工具和切削工具。也可以用該工具移動(dòng)所述可彈性位移導(dǎo)向器。該工具的(主要) 活動(dòng)用于使可彈性位移導(dǎo)向器相對(duì)包圍導(dǎo)向器的板材移動(dòng)。在工具開始加工之前，當(dāng)然須移動(dòng)導(dǎo)向器(短時(shí)地)。為此，該工具可以設(shè)有與導(dǎo)向器接觸的夾子，如一個(gè)或多個(gè)彈性引導(dǎo)別針。夾持導(dǎo)向器之間電子元件的移動(dòng)自由度可以減少到例如0. 005-0. 05毫米，這是可能的，因?yàn)樗袇⒖济婵梢院喜⒌絾蝹€(gè)元件中，因此可以非常準(zhǔn)確地相對(duì)限定所有參考面。 從而，有助于進(jìn)一步處理和定位非常小的元件?，F(xiàn)有技術(shù)中一個(gè)日益嚴(yán)重的問題是，在用于分離產(chǎn)品的托架上，產(chǎn)品的間距非常小，以至于在對(duì)組件進(jìn)行壓制以及使用工具對(duì)電子元件進(jìn)行加工時(shí)，僅有一個(gè)非常小的可操作間距。本發(fā)明中，壓制作用和導(dǎo)向作用被結(jié)合在單個(gè)元件中，從而使間距擴(kuò)大。因此，通過本發(fā)明，可以設(shè)計(jì)出用于加工超高密度托架的生產(chǎn)裝置。因此，可以預(yù)料，由于半導(dǎo)體工業(yè)節(jié)約了原材料成本，將來一定會(huì)加工出更多超高密度托架。通常，大部分托架都是由銅或含有銅、鋁或其他比較昂貴的材料的合金組成。近年來，這些材料的成本大大增加。本發(fā)明還提供了一種在加工工具中對(duì)線性下導(dǎo)向器和線性上導(dǎo)向器之間的可線性位移電子元件進(jìn)行定位的方法，包括下列加工步驟A)將電子元件放置在下導(dǎo)向器和上導(dǎo)向器之間，以限定電子元件的除了在線性位移的方向上之外的移動(dòng)自由度；B)移動(dòng)上導(dǎo)向器的支座和下導(dǎo)向器的支座，使其靠近彼此，并使支座間的距離小于加工步驟A)中的距離；C)通過加工步驟B)，夾持上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間的電子元件；其中，在加工步驟C) 中，在垂直于金屬平板的方向上，從金屬平板與相關(guān)支座一體形成的導(dǎo)向器的可彈性位移約為0. 005毫米，優(yōu)選至少0. 01毫米，其中導(dǎo)向器構(gòu)成金屬平板的一部分。此處導(dǎo)向器位移的最大距離優(yōu)選為0.03毫米。在加工較大產(chǎn)品時(shí)，可以選擇最大0.05毫米的位移。關(guān)于針對(duì)本方法的多個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)所做的總結(jié)，請(qǐng)參考根據(jù)本發(fā)明的裝置的上述優(yōu)點(diǎn)。在上述本發(fā)明裝置的優(yōu)點(diǎn)中，描述了其有利于使用工具對(duì)在導(dǎo)向器之間彈性?shī)A持的電子元件進(jìn)行加工，所述工具穿過金屬平板上至少一個(gè)凹槽接近電子元件，其中所述金屬平板帶有可彈性位移的導(dǎo)向器。


下面通過附圖中展示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于下述實(shí)施例所述的內(nèi)容，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明裝置的一部分的橫截面；圖2為根據(jù)本發(fā)明裝置的一部分的透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明裝置的可選實(shí)施例變體一部分的頂視圖；圖4A為帶有懸架的上導(dǎo)向器的剖面透視圖，其中，所述上導(dǎo)向器構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明裝置的實(shí)施例變體的一部分；以及圖4B和4C為圖4A中顯示的上導(dǎo)向器的詳圖。
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明裝置1的一部分橫截面。設(shè)有導(dǎo)線3的電子元件2限定在下導(dǎo)向器4和上導(dǎo)向器5之間；下導(dǎo)向器4與托板6組裝在一起；上導(dǎo)向器5構(gòu)成金屬平板7 (用影線表示)的一部分；電子元件2在垂直于顯視面的方向上可線性位移；上導(dǎo)向器5具有包括兩個(gè)豎直邊緣8和9的異形面，通過兩個(gè)豎直邊緣，電子元件2被橫向定位(相對(duì)于線性位移的方向)。金屬平板7上設(shè)置有削薄部分10，由此，相對(duì)于包圍上導(dǎo)向器5的金屬平板7 的板材11，在垂直于上導(dǎo)向器5的導(dǎo)向面的方向上，上導(dǎo)向器5具有限定的可位移范圍 (0. 005-0. 05 毫米)。圖2是金屬平板7的透視圖，金屬平板7構(gòu)成圖1所示裝置1的一部分。顯而易見，通過一定數(shù)量的連接件12，包圍上導(dǎo)向器5的金屬平板7的板材11與上導(dǎo)向器5相連接。原來包住連接件12的金屬平板7的材料已被除去(例如通過對(duì)金屬平板7進(jìn)行機(jī)械加工和/或化學(xué)處理)。因此，包圍上導(dǎo)向器5的金屬平板7的板材11和上導(dǎo)向器5之間的連接被削薄了，進(jìn)而作為削弱了金屬平板7的材料性能的結(jié)果，即使無需多說限定了非常精確的相對(duì)定向，仍可獲得所需的彈性可位移性(0. 005-0. 05毫米)。另一方面，連接件 12在金屬平板7上留下了通透的開口 13，工具可通過這些開口接近電子元件2，從而對(duì)其進(jìn)行彎曲或切削。圖3顯示了金屬平板20的可選實(shí)施例變體的一部分的頂視圖，可應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的裝置。金屬平板20具有三個(gè)彼此平行延伸的導(dǎo)向部21 ；因此三排電子元件2可被彼此平行導(dǎo)向；導(dǎo)向部21被剛性地容置在框架22內(nèi)，所述框架22經(jīng)狹窄連接條23連接至包圍導(dǎo)向部21的金屬平板20的一部件24 ；需要再次闡明的是，所有元件，包括導(dǎo)向部21、框架22、狹窄連接條23和包圍導(dǎo)向部21的部件24，構(gòu)成了金屬平板20的整體部件。圖4A顯示了具有金屬平板31的上導(dǎo)向器30的透視圖，其中，所述金屬平板31包括框架32，框架32通過連接部33與導(dǎo)向部34連接；通過導(dǎo)向板35的位移，接觸部36施加一個(gè)力，使導(dǎo)向部34相對(duì)于金屬平板31的框架32被向下壓；通過連接部33的(有限) 撓性，導(dǎo)向部34相對(duì)于框架32具有相對(duì)的移動(dòng)自由度是可能的；導(dǎo)向部之間設(shè)置有間隔， 切削工具37可穿過這些間隔向下位移(更清晰的視圖見圖4B和4C)；圖4B顯示，切削工具37被嵌入與工具板39剛性連接的工具塊38 ；至此，在垂直方向上移動(dòng)導(dǎo)向板35和工具板39，用于加工的電子元件(圖中未顯示)可以首先被導(dǎo)向部34之一夾持，然后由切削工具37之一進(jìn)行加工；加工后，再次向上移動(dòng)切削工具37和導(dǎo)向部34，以卸下經(jīng)加工的電子元件。圖4C更詳細(xì)地展示了導(dǎo)向部34，導(dǎo)向部34兩邊的切削工具37(即沖壓機(jī))被向下移動(dòng)，使切削工具位于有效位置。
權(quán)利要求
1.一種在加工工具中定位可線性位移的電子元件的裝置，包括線性下導(dǎo)向器，用于對(duì)電子元件沿一路徑進(jìn)行導(dǎo)向支撐；和線性上導(dǎo)向器，用于將電子元件的移動(dòng)自由度限定在距下導(dǎo)向器一距離；其中，至少一個(gè)導(dǎo)向器構(gòu)成金屬平板的一部分，所述金屬平板具有削薄的部分，由此垂直于金屬平板且相對(duì)于包圍所述導(dǎo)向器的板材，所述導(dǎo)向器可彈性地位移至少0. 005毫米，優(yōu)選至少0.01毫米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，相對(duì)于包圍導(dǎo)向器的板材，可彈性位移的導(dǎo)向器的彈性位移最大為0. 05毫米，優(yōu)選為0. 03毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)導(dǎo)向器具有至少一個(gè)用于相對(duì)于線性位移的方向進(jìn)行橫向定位的豎直邊緣。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，在單個(gè)金屬平板中組裝有多個(gè)互相平行的導(dǎo)向器。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有用于推進(jìn)上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間電子元件的傳動(dòng)裝置。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有用于調(diào)節(jié)下導(dǎo)向器和上導(dǎo)向器之間距離的閉合機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，在所述設(shè)有可彈性位移導(dǎo)向器的金屬平板上，設(shè)有靠近可位移導(dǎo)向器的連續(xù)凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還設(shè)有至少一個(gè)用于加工容納在導(dǎo)向部件之間的電子元件的工具。
9.一種在加工工具中對(duì)線性下導(dǎo)向器和線性上導(dǎo)向器之間的可線性位移的電子元件進(jìn)行定位的方法，包括下列加工步驟A)將電子元件放置在下導(dǎo)向器和上導(dǎo)向器之間，限定電子元件的除了在線性位移的方向上的移動(dòng)自由度；B)移動(dòng)上導(dǎo)向器的支座和下導(dǎo)向器的支座，使其靠近彼此，并使支座間的距離小于加工步驟A)中的距離；C)通過加工步驟B)，夾持上導(dǎo)向器和下導(dǎo)向器之間的電子元件；其中，在加工步驟C)中，在垂直于金屬平板的方向上，從金屬平板與相關(guān)支座一體形成的導(dǎo)向器的彈性位移距離約至少0. 005毫米，優(yōu)選為至少0. 01毫米，其中導(dǎo)向器構(gòu)成金屬平板的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在垂直于金屬平板的方向上，所述導(dǎo)向器的彈性位移最大為0. 05毫米，優(yōu)選最大為0. 03毫米，其中，導(dǎo)向器構(gòu)成金屬平板的一部分，用于定位電子元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述電子元件被彈性?shī)A持在導(dǎo)向器之間，使用工具對(duì)其進(jìn)行加工，所述工具穿過帶有可彈性位移導(dǎo)向器的金屬平板上的至少一個(gè)凹槽接近電子元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于定位可線性位移的電子元件的裝置，包括用于電子元件的線性下導(dǎo)向器和線性上導(dǎo)向器，其中，至少一個(gè)導(dǎo)向器構(gòu)成金屬平板的一部分，使導(dǎo)向器可垂直于所述金屬平板彈性位移。本發(fā)明還涉及一種用于定位可線性位移的電子元件的方法。
文檔編號(hào)H05K13/00GK102172114SQ200980139676
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者A·W·范達(dá)倫 申請(qǐng)人:飛科公司