專利名稱：用于絲焊器的焊接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于絲焊器的焊接頭。
絲焊器被用于制造半導(dǎo)體電路片和基片之間的線路連接。如今，可在市場上購得的絲焊器能夠通過兩個(gè)正交設(shè)置的驅(qū)動(dòng)裝置在水平XY平面中移動(dòng)焊接頭。在EP317 787專利說明書中披露了這種驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)施例。這一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還使用了由真空裝置加載的氣墊。這一已知的絲焊器的一個(gè)顯著缺點(diǎn)在于當(dāng)將焊接頭移動(dòng)至一個(gè)新的位置時(shí)，必須加速比較大的質(zhì)量。其要求使用大功率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和堅(jiān)固耐用的支承。另一個(gè)缺點(diǎn)在于取決于焊接頭的位置，會(huì)在加速焊接頭時(shí)產(chǎn)生比較大的扭矩。其增大了對焊接頭支承的要求。這樣便限制了最大可能的加速度值以及絲焊器的產(chǎn)量。
在美國專利說明書US5330089中披露了一種絲焊器，該絲焊器是通過一極性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使焊接頭運(yùn)動(dòng)的。也必須通過這一驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)加速較大的質(zhì)量。在轉(zhuǎn)動(dòng)中由電機(jī)加速所產(chǎn)生的載荷另外還取決于載荷相對一線性軸線的位置，其一方面阻礙了焊接頭的運(yùn)動(dòng)，另一方面限制了最大可能的加速度值。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種新的絲焊器，使其焊接頭應(yīng)能經(jīng)受非常高的加速度。
本發(fā)明的絲焊器包括一焊接頭，該焊接頭包括一滑動(dòng)裝置，一在垂直軸線上可轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)梁架及一安裝在旋轉(zhuǎn)梁架上的搖臂。滑動(dòng)裝置可以以預(yù)定水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)并一起移動(dòng)滑動(dòng)裝置。滑動(dòng)裝置最好通過一由真空裝置加載的氣墊支承在一水平設(shè)置的導(dǎo)板上。旋轉(zhuǎn)梁架最好也通過另一由真空裝置加載的氣墊支承在所述導(dǎo)板上。最好預(yù)設(shè)一設(shè)置在滑動(dòng)裝置上的驅(qū)動(dòng)裝置，用于使旋轉(zhuǎn)梁架作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
下面，對本發(fā)明的實(shí)施例作更詳細(xì)地說明，附圖中

圖1為本發(fā)明絲焊器的透視圖，
圖2為一坐標(biāo)圖，圖3為另一種絲焊器的透視圖。
圖1描述了一種用于制作線路連接的絲焊器，其具有一水平設(shè)置的滑板1及在滑板1上滑動(dòng)的一個(gè)焊接頭2。焊接頭2包括一滑動(dòng)裝置3，一旋轉(zhuǎn)梁架4及一搖臂5。一電極臂6被安裝在搖臂5上，超聲波能夠作用于固定有一細(xì)管7的電極臂6端部，所述細(xì)管用于導(dǎo)引焊絲?；瑒?dòng)裝置3通過一以真空裝置加載的第一氣墊在滑板1上運(yùn)動(dòng)，并通過一以真空裝置加載的第二氣墊沿一剛性設(shè)置的支承件8運(yùn)動(dòng)，所述支承件8平行于由y標(biāo)出的方向。由真空裝置加載的兩個(gè)氣墊的效果在于；滑動(dòng)裝置3不僅能在支承件上運(yùn)動(dòng)，而且也還能以預(yù)定的作用力抵靠在滑板1或支承件8上牽引滑動(dòng)裝置3。滑動(dòng)裝置3的運(yùn)動(dòng)僅能沿y方向且實(shí)際在沒有摩擦的情況下進(jìn)行。
滑動(dòng)裝置3以y方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)梁架4。旋轉(zhuǎn)梁架4可在一豎直軸線9上轉(zhuǎn)動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)梁架隨滑動(dòng)裝置3一起運(yùn)動(dòng)并支承在滑動(dòng)裝置3上，因此，支承裝置最好采用氣墊。由于氣墊能自動(dòng)補(bǔ)償與氣墊鄰接區(qū)域本應(yīng)具有的理想形狀間的無法避免的局部偏差，因此，軸線9的位置相對于滑動(dòng)裝置3是非常穩(wěn)定的。旋轉(zhuǎn)梁架4可以以相對于y方向的大約±15°的角度θ轉(zhuǎn)動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)梁架4最好通過一由真空裝置加載的第三氣墊直接支承在導(dǎo)板1上，以便滑動(dòng)裝置3僅能以y方向?qū)бD(zhuǎn)梁架4，且不能作旋轉(zhuǎn)梁架4的垂直支承。因此，滑動(dòng)裝置3的任何垂直振動(dòng)均不會(huì)傳送至細(xì)管7。
在水平軸線上可轉(zhuǎn)動(dòng)的搖臂5被裝配在旋轉(zhuǎn)梁架4上。滑動(dòng)裝置3和旋轉(zhuǎn)梁架4允許細(xì)管7在水平面內(nèi)的規(guī)定區(qū)域中運(yùn)動(dòng)。搖臂5能夠使細(xì)管7以垂直方向運(yùn)動(dòng)。
由一剛性設(shè)置的定子10和一活動(dòng)線圈11構(gòu)成的直線馬達(dá)12用作滑動(dòng)裝置3的驅(qū)動(dòng)裝置。旋轉(zhuǎn)梁架4繞垂直軸線9的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過一第二直線馬達(dá)13產(chǎn)生的，第二直線馬達(dá)13的定子14被固定在滑動(dòng)裝置3上而其線圈15被固定在旋轉(zhuǎn)梁架4。由于直線馬達(dá)13被固定至與其一起運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)裝置3上，因此，線圈15易于相對于垂直軸線9、在細(xì)管7的相對側(cè)設(shè)置，以便通過其攜帶的元件、相對于垂直軸線9平衡旋轉(zhuǎn)梁架4。最好選擇線圈15至垂直軸線9的距離，且對應(yīng)定子14的設(shè)置應(yīng)使旋轉(zhuǎn)梁架4和其所攜帶元件的重心位于垂直軸線9上或盡可能地靠近垂直軸線9。因此，在旋轉(zhuǎn)梁架4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支承裝置上的載荷保持較低。
為了旋轉(zhuǎn)梁架4能水平支承在滑動(dòng)裝置3上，兩個(gè)在垂直方向分離的氣墊預(yù)設(shè)在滑動(dòng)裝置3的頂部和底部。與使用兩個(gè)以預(yù)定距離分離的氣墊一樣，僅使用一個(gè)氣墊也有助于垂直軸線位置相對于滑動(dòng)裝置3的穩(wěn)定性。為了形成兩個(gè)空間位置分離設(shè)置的氣墊，旋轉(zhuǎn)梁架4具有兩個(gè)缸16和17，這兩個(gè)缸嵌入滑動(dòng)裝置3的鉆孔18和19中。兩個(gè)缸16和17表明其與鉆孔成兩列設(shè)置，由此輸送至缸16和17內(nèi)側(cè)的空氣貼著鉆孔18或19邊緣向外流出，從而確保了旋轉(zhuǎn)梁架4在滑動(dòng)裝置3上的實(shí)際無摩擦的自由間隙支承。
用作旋轉(zhuǎn)梁架4垂直支承的由真空裝置加載的第三氣墊最好直接整體放入下側(cè)缸17內(nèi)。適于加載真空度的區(qū)域及由此形成的沿垂直方向作用于旋轉(zhuǎn)梁架4上的缸17中的最大可能拉力與下側(cè)缸17的直徑成平方關(guān)系增大。因此，旋轉(zhuǎn)梁架4的剛性受該直徑選擇的影響，如果需要，也可增大旋轉(zhuǎn)梁架4的剛性，因?yàn)?，在旋轉(zhuǎn)梁架4上方，一第二滑板平行滑板1設(shè)置，因此旋轉(zhuǎn)梁架4隨后支承在滑板間的氣墊上。
將焊接區(qū)域的圖象投射到一攝像機(jī)(未示出)上，該攝像機(jī)被固定至滑動(dòng)裝置3上并通過兩個(gè)固定至旋轉(zhuǎn)梁架4的偏轉(zhuǎn)鏡聚集在垂直軸線9上。將一個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡20設(shè)置在電極臂6的端部上方，而另一個(gè)偏轉(zhuǎn)鏡(未示出)以垂直軸線9為中心設(shè)置。旋轉(zhuǎn)梁架4及設(shè)置在其上的所有元件，例如搖臂5，線圈15，攝像機(jī)，偏轉(zhuǎn)鏡，照明元件等，設(shè)置形成二者的結(jié)合效果能使旋轉(zhuǎn)梁架4的重心緊靠垂直軸線9。
從歐洲專利說明書EP317787中可理解由真空裝置加載的氣墊的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的絲焊器具有以下優(yōu)點(diǎn)。
-更緊湊的結(jié)構(gòu)。
-與作用在EP317787中披露的絲焊器的支承裝置的載荷相比，通過直線馬達(dá)12使滑動(dòng)裝置3加速時(shí)，作用在支承件8上的載荷是非常低的。由于驅(qū)動(dòng)力是完全或幾乎全部朝向或遠(yuǎn)離焊接頭2重心的，因此，沒有力矩或相比之下非常小的力矩作用在支承件8上。
-由于被加速的質(zhì)量比較低，因此能以非常高的加速度使旋轉(zhuǎn)梁架4繞垂直軸線9轉(zhuǎn)動(dòng)。通過所描述的實(shí)施例，直線馬達(dá)13必須產(chǎn)生比驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)裝置3的直線馬達(dá)12所產(chǎn)生的力要小的能夠驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)梁架4的力，從而使直線馬達(dá)13也相應(yīng)更小、更便宜。因此，能更容易地實(shí)現(xiàn)對直線馬達(dá)13供給能源?？傊?，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠在水平平面中實(shí)現(xiàn)焊接頭2非常高的加速。
-結(jié)果，作用在支承裝置上被減小的載荷會(huì)明顯減小焊接頭2的振動(dòng)趨勢且更快降低任意可能的振動(dòng)。因此，能更快進(jìn)行焊接工藝。
-無重量的空氣支承裝置本身有助于減小被加速的質(zhì)量。
-旋轉(zhuǎn)梁架4直接支承在導(dǎo)板1上的優(yōu)點(diǎn)在于滑動(dòng)裝置3的任何垂直振動(dòng)都不會(huì)傳送至焊接頭2。
細(xì)管的位置顯然是通過確定沿y方向與滑動(dòng)裝置3一起移動(dòng)的垂直軸線9的y坐標(biāo)以及旋轉(zhuǎn)梁架4的角度θ而被確定的，其中，角度θ表示旋轉(zhuǎn)梁架4相對于y方向的旋轉(zhuǎn)位置。從圖2中可知，細(xì)管在直角坐標(biāo)(q1,q2)中的位置轉(zhuǎn)換入細(xì)管在坐標(biāo)(y,θ)的位置是根據(jù)以下等式實(shí)現(xiàn)q1=y+R×Cosθq2=R×Sinθ其中，變量R表示細(xì)管端部至垂直軸線9的距離。
預(yù)設(shè)兩個(gè)用于確定坐標(biāo)(y,θ)的位置測定系統(tǒng)，每一系統(tǒng)通常已知包括一金屬尺和一相應(yīng)讀數(shù)頭。用于測定角度θ的金屬尺被固定在與上側(cè)缸16同心的一個(gè)區(qū)域中。當(dāng)移至另一位置時(shí)，可考慮該實(shí)際位置以便調(diào)節(jié)流過直線馬達(dá)12和13的電流。
代替導(dǎo)板1和支承件8，可預(yù)設(shè)一用于沿y方向?qū)б瑒?dòng)裝置3的傳統(tǒng)支承裝置，例如可沿y方向運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)。旋轉(zhuǎn)梁架4也可通過一滾珠軸承或一剛性接頭支承在滑動(dòng)裝置3上。
圖3描述了絲焊器的一個(gè)實(shí)施例，該絲焊器剛性設(shè)有用于實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)梁架4轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。預(yù)設(shè)一用于驅(qū)動(dòng)裝置的直線馬達(dá)21，其定子固定安裝，同時(shí)其線圈被固定至旋轉(zhuǎn)梁架4。
權(quán)利要求
1.具有一焊接頭的絲焊器，其包括一個(gè)滑動(dòng)裝置(3)，一個(gè)剛性設(shè)置的支承件(8)，用于沿預(yù)定水平方向?qū)б龌瑒?dòng)裝置(3)，以便僅能使所述滑動(dòng)裝置(3)在該水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)旋轉(zhuǎn)梁架(4)，其可通過所述滑動(dòng)裝置(3)運(yùn)動(dòng)并可在一垂直軸線上轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絲焊器，其特征在于所述滑動(dòng)裝置(3)通過由真空裝置加載的氣墊支承在一水平設(shè)置的導(dǎo)板(1)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絲焊器，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)梁架(4)通過另一由真空裝置加載的氣墊支承在所述水平設(shè)置的導(dǎo)板(1)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一條所述的絲焊器，其特征在于預(yù)設(shè)兩個(gè)以一定距離分離的支承件，以便所述旋轉(zhuǎn)梁架(4)支承在所述滑動(dòng)裝置(3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一條所述的絲焊器，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)梁架(4)通過空氣支承在所述滑動(dòng)裝置(3)上，以便在垂直軸線(9)上轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一條所述的絲焊器，其特征在于預(yù)設(shè)一設(shè)置在所述滑動(dòng)裝置(3)上的驅(qū)動(dòng)裝置，用于實(shí)現(xiàn)所述旋轉(zhuǎn)梁架(4)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一條所述的絲焊器，其特征在于在所述旋轉(zhuǎn)梁架(4)上預(yù)設(shè)一可在水平軸線上轉(zhuǎn)動(dòng)的搖臂(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的絲焊器，其特征在于一電極臂(6)被安裝在所述搖臂(5)上，超聲波能夠作用于固定有一細(xì)管(7)的所述電極臂(6)端部，所述細(xì)管用于導(dǎo)引焊絲。
全文摘要
一種絲焊器包括一焊接頭(2),該焊接頭包括一滑動(dòng)裝置(3),在一垂直軸線(9)上可轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)梁架(4),及一安裝在旋轉(zhuǎn)梁架(4)上的搖臂(5)?；瑒?dòng)裝置(3)以預(yù)定水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)并一起移動(dòng)旋轉(zhuǎn)梁架(4)?；瑒?dòng)裝置(3)最好通過一由真空裝置加載的氣墊支承在一水平設(shè)置的導(dǎo)板(1)上。旋轉(zhuǎn)梁架(4)最好也通過另一由真空裝置加載的氣墊支承在上述導(dǎo)板上。最好預(yù)設(shè)一設(shè)置在滑動(dòng)裝置(3)上的驅(qū)動(dòng)裝置,以使旋轉(zhuǎn)梁架(4)做轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號B23K20/10GK1302713SQ0013194
公開日2001年7月11日 申請日期2000年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月2日
發(fā)明者西爾萬·瑟萊曼 申請人:Esec貿(mào)易公司