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WO2004028227A1 - Magazin mit aufnahmen für pipetten zum bestücken von substraten mit elektrischen bauelementen - Google Patents

Magazin mit aufnahmen für pipetten zum bestücken von substraten mit elektrischen bauelementen Download PDF

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Publication number
WO2004028227A1
WO2004028227A1 PCT/DE2003/002624 DE0302624W WO2004028227A1 WO 2004028227 A1 WO2004028227 A1 WO 2004028227A1 DE 0302624 W DE0302624 W DE 0302624W WO 2004028227 A1 WO2004028227 A1 WO 2004028227A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pipettes
slide
magazine
receptacles
cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2003/002624
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michele Trigiani
Rudolf Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2004028227A1 publication Critical patent/WO2004028227A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/0409Sucking devices

Definitions

  • the invention relates to a magazine with receptacles for exchangeable pipettes of a placement head for equipping substrates with electrical components, the receptacles being arranged in at least one row parallel to the substrate plane, the magazine having at least one interacting with the pipettes in the row direction of the recordings has adjustable slider.
  • Such a magazine is e.g. made known by EP 0933985 A. After that, the magazine between one is that
  • Placement area receiving substrate and a pick-up area where the components are picked up from a placement head with several pipettes and transported to the substrate, the components being held on the pipettes by means of vacuum.
  • Different component types require different pipettes, which, if necessary during operation, as well as dirty or defective pipettes, must be replaced by other pipettes from the magazine.
  • the slide with its locking segments engages behind the pipettes on the side shoulders in a locking position.
  • the slide is moved to a change position in which the locking segments have been removed from the overlap area and release the pipettes.
  • the receptacles for the pipettes remain largely open at the top, so that when the components are transported from the pick-up area to the placement area, the pipettes can be contaminated by dust or falling components, which can affect the suction Reduce cross-section and can cause an inaccurate and uncertain hold of the pipette on the placement head
  • the invention has for its object to prevent contamination of the pipettes stored in the magazine.
  • the cover segments are designed in such a way that they cover only the endangered areas of the pipettes and not the entire pipette magazine. Such a complete cover would require a very large slide stroke, which requires a large drive effort and a large lateral clearance.
  • the cover segments can be kept so narrow that they only cover the endangered areas of the pipettes and keep them free of foreign bodies. This makes it possible to move the cover segments by half a pitch, for example, with a short slide stroke so that the receptacles are completely released and the pipettes can be changed without hindrance.
  • a short slide • stroke can be carried out in a simple manner, for example by means of a compressed air cylinder.
  • Such a covering device can also be used in magazines in which the pipettes are not fixed by a bolt slide but by other retention means, for example in the manner of a bayonet catch.
  • the distance between the receptacles in the magazine must be kept so large that the cover segments find space in the space between the receptacles so as not to disturb the pipette change.
  • the space between the receptacles is kept correspondingly small.
  • the development according to claim 2 covers the entire assembly area of the pipette.
  • the cover plate according to claim 3 can be made very thin without high processing costs. Its top remains at a sufficient distance below the transport level of the components.
  • the locking elements according to claim 4 are used to fix pipettes locked on the placement head after insertion into the receptacles and to hold them back securely in the receptacles when the pipette holder is raised.
  • the locking position corresponds to an intermediate position of the slide between the storage position and the change position, the cover segments being shifted just so far that the area covered by the holder is released.
  • the slide is then moved into its storage position, in which the covering segments completely cover the central area of the pipettes.
  • Such a magazine can perform both the covering function and the locking function with little additional effort.
  • Figure 1 is a plan view of a magazine for pipettes for
  • FIG. 2 shows a section through the magazine along the line II-II in FIG. 1
  • Figure 3 shows a section through the magazine along the line
  • FIG. 4 the enlarged detail IV from FIG. 1, FIG. 5 the magazine according to FIG. 1 with the slide in a locking position,
  • Figure 6 shows the magazine of Figure 1 with the slide in one
  • a magazine for storing pipettes 1 has a plate-like base body 2, which is provided with two rows of receptacles 3 for pipettes 1.
  • a flat slide 4 is arranged on the upper side of the base body 2 and is provided with two longitudinal slots 5 extending over the rows of receptacles. These have narrowed sections that partially cover the receptacles and serve as locking elements 6 for the “ pipettes 1 inserted into the receptacles 3 by overlapping a laterally projecting collar 7 of the pipettes 1.
  • a thin cover plate 8 is fastened, which has strip-shaped cover segments 9 extending transversely to the row direction and window-like clearances 10 between them.
  • the cover segments 9 are kept so wide in the direction of displacement that they completely cover a mounting shaft 11 of the pipette 1.
  • a holder 12 of a movable placement head not shown.
  • the holder 12 is designed so that the pipette 1 can be snapped onto its lower end.
  • FIG. 5 shows the magazine with the slide 4 displaced into a locking position.
  • the cover segments 9 are pushed aside to the extent that the holder 12 can move in freely the mounting shaft 11 of the pipette 1 can be inserted or pulled out of the pipette 1.
  • the locking elements 6 of the slide 4 still partially cover the collar 7 of the pipette 1 and hold it back in the receptacle 3 of the base body 2 when the holder 12 is pulled out.
  • the slide 4 is moved into a change position in which the locking elements 6 and the cover segments 9 completely release the receptacles 3.
  • the pipette change is as follows: First, the placement head is moved with one of the pipettes 1 no longer required over one of the receptacles 3 not used. The slide 4 is moved into the change position shown in FIG. 6. The holder 12 with the pipette 1 fixed thereon is then lowered so far that it is placed in the receptacle 3. The slide is then pushed back into the locking position shown in FIG. 5. The holder 12 is now pulled up, the pipette 1 being retained in the receptacle 3 by the locking elements 6 and being withdrawn from the holder 12. Thereupon the latter moves to another pipette 1 stored in the magazine and the slide 4 is again moved into the change position shown in FIG.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)

Abstract

Ein Schieber (4) eines Magazins mit Aufnahmen für Pipetten (1) zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen ist oberhalb der Pipetten (1) mit dünnen Abdecksegmenten (9) versehen, die in einer Speicherstellung des Schiebers (4) obere Öffnungen der Pipetten (1) überdecken. In einer Wechselstellung des Schiebers (4) sind die Abdecksegmente (9) so weit verschoben, dass sie die Aufnahmen (3) vollständig freigeben. Dadurch wird mit geringem Verschiebeaufwand eine sichere Abdeckung der schmutzempfindlichen Bereiche der Pipetten (1) erreicht.

Description

Beschreibung
Magazin mit Aufnahmen für Pipetten zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Magazin mit Aufnahmen für wechselbare Pipetten eines Bestückkopfes zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen, wobei die Aufnahmen in zumindest einer zur Substratebene parallelen Reihe ange- ordnet sind, wobei das Magazin zumindest einen mit den Pipetten interagierenden, in der Reihenrichtung der Aufnahmen verstellbaren Schieber aufweist.
Ein derartiges Magazin ist z.B. durch die EP 0933985 A be- kannt geworden. Danach ist das Magazin zwischen einem das
Substrat aufnehmenden Bestückbereich und einem Abholbereich angeordnet, wo die Bauelemente von einem Bestückkopf mit mehreren Pipetten abgeholt und zum Substrat transportiert werden, wobei die Bauelemente mittels Vakuum an den Pipetten gehalten werden. Unterschiedliche Bauelementetypen erfordern unterschiedliche Pipetten, die im Bedarfsfall während des Betriebs, ebenso wie verschmutzte oder defekte Pipetten, durch andere Pipetten aus dem Magazin ersetzt werden müssen.
Um diese insbesondere beim Abziehen vom Bestückkopf im Magazin fixieren zu können hintergreift der Schieber mit seinen RiegelSegmenten in einer Riegelstellung die Pipetten an seitlichen Absätzen. Zum Wechseln wird der Schieber in eine Wechselstellung verschoben, in der die Riegelsegmente aus dem Ü- berlappungsbereich entfernt worden sind und die Pipetten freigeben.
Die Aufnahmen für die- Pipetten bleiben nach oben weitgehend offen, so dass beim Transport der Bauelemente vom Abholbe- reich zum Bestückbereich die Pipetten durch Staub oder herabfallende Bauelemente verschmutzt werden können, was den Saug- querschnitt verringern und einen ungenauen und unsicheren Halt der Pipette am Bestückkopf bewirken kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verschmutzung der im Magazin gespeicherten Pipetten zu verhindern.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst .
Die Abdecksegmente sind so ausgebildet, dass sie nur die gefährdeten Stellen der Pipetten abdecken und nicht etwa das gesamte Pipettenmagazin. Eine solche Komplettabdeckung würde einen sehr großen Schieberhub bedingen, der einen großen Antriebsaufwand und einen großen seitlichen Freiraum bedingt. Die Abdecksegmente können so schmal gehalten werden, dass sie lediglich die gefährdeten Stellen der Pipetten überdecken und von Fremdkörpern freihalten. Dadurch ist es möglich, mit einem kurzen Schieberhub die Abdecksegmente zum Beispiel um den halben Teilungsabstand so weit zu verschieben, dass die Auf- nahmen vollständig freigegeben werden und die Pipetten ungehindert gewechselt werden können. Ein solcher kurzer Schie- berhub kann in einfacher Weise zum Beispiel mittels eines DruckluftZylinders durchgeführt werden.
Eine solche Abdeckvorrichtung kann auch bei Magazinen eingesetzt werden, bei denen die Pipetten nicht durch einen Riegelschieber, sondern durch andere Rückhaltemittel zum Beispiel in der Art eines Bajonettverschlusses fixiert werden. Der Abstand zwischen den Aufnahmen im Magazin muß so groß gehalten werden, dass die Abdecksegmente im Zwischenraum zwischen den Aufnahmen Platz finden, um den Pipettenwechsel nicht zu stören. Durch die Begrenzung der Abdeckbreite auf den unmittelbar gefährdeten Bereich der Pipetten wird der Zwischenraum zwischen den Aufnahmen entsprechend klein gehal- ten. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet .
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 wird der gesamte Mon- tagebereich der Pipette überdeckt .
Das Deckblech nach Anspruch 3 kann ohne hohen Bearbeitungsaufwand sehr dünn ausgebildet werden. Seine Oberseite bleibt mit hinreichendem Abstand unterhalb der Transportebene der Bauelemente.
Die Riegelelemente nach Anspruch 4 dienen dazu, am Bestückkopf aufgerastete Pipetten nach dem Einsetzen in die Aufnahmen zu fixieren und beim Hochfahren des Pipettenhalters in den Aufnahmen sicher zurückzuhalten. Die Riegelstellung entspricht einer Zwischenstellung des Schiebers zwischen der Speicherstellung und der Wechselstellung, wobei die Abdecksegmente gerade so weit verschoben sind, dass der vom Halter überdeckte Bereich freigegeben ist. Danach wird der Schieber in seine Speicherstellung verschoben, in der die Abdecksegmente den Mittelbereich der Pipetten voll überdecken. Ein derartiges Magazin kann mit geringem Mehraufwand sowohl die Abdeckfunktion als auch die Verriegelungsfunktion wahrnehmen.
Durch die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 5 und 6 bilden die Abdecksegmente und die Freimachungen einfache geometrische Formen, die mit geringem Aufwand erzeugt werden können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf ein Magazin für Pipetten zum
Halten von Bauelementen mit einem Schieber in einer Speicherstellung,
Figur 2 einen Schnitt durch das Magazin entlang der Linie II-II in Figur 1, Figur 3 einen Schnitt durch das Magazin entlang der Linie
III-III in Figur 1, Figur 4 die vergrößerte Einzelheit IV aus Figur 1, Figur 5 das Magazin nach Figur 1 mit dem Schieber in einer Riegelstellung,
Figur 6 das Magazin nach Figur 1 mit dem Schieber in einer
Wechselstellung .
Nach den Figuren 1 bis 4 weist ein Magazin zum Speichern von Pipetten 1 einen plattenartigen Grundkörper 2 auf, der mit zwei Reihen von Aufnahmen 3 für die Pipetten 1 versehen ist. Auf der Oberseite des Grundkörpers 2 ist ein flacher Schieber 4 angeordnet, der mit zwei sich über den Aufnahmereihen erstreckenden Längsschlitzen 5 versehen ist. Diese weisen verengte Abschnitte auf, die die Aufnahmen partiell überdecken und als Riegelelemente 6 für die" in die Aufnahmen 3 eingesetzten Pipetten 1 dienen, indem sie einen seitlich abstehenden verbreiterten Kragen 7 der Pipetten 1 überlappen.
Auf der Oberseite des Schiebers 4 ist ein dünnes Deckblech 8 befestigt, das sich quer zur Reihenrichtung erstreckende streifenförmige Abdecksegmente 9 und zwischen diesen fensterartige Freimachungen 10 aufweist. Die Abdecksegmente 9 sind in der Verschieberichtung so breit gehalten, dass sie einen Montageschaft 11 der Pipette 1 voll überdecken. Dadurch werden die oberen Öffnungen der Pipetten 1 zuverlässig vor schädlichen Partikeln geschützt. Oberhalb der dargestellten Pipette 1 befindet sich ein Halter 12 eines nicht näher dargestellten beweglichen Bestückkopfes. Der Halter 12 ist so ausgebildet, dass die Pipette 1 auf sein unteres Ende verrastend aufgesteckt werden kann. Beim Abziehen der Pipette 1 vom Halter 12 muß eine entsprechend hohe Abziehkraft aufgebracht werden.
Figur 5 zeigt das Magazin mit dem in eine Riegelstellung verschobenen Schieber 4. In dieser sind die Abdecksegmente 9 so weit zur Seite geschoben, dass der Halter 12 ungehindert in den Montageschaft 11 der Pipette 1 eingesetzt bzw. aus der Pipette 1 herausgezogen werden kann. Die Riegelelemente 6 des Schiebers 4 überdecken dabei noch immer partiell den Kragen 7 der Pipette 1 und halten diese beim Herausziehen des Halters 12 in der Aufnahme 3 des Grundkörpers 2 zurück.
Nach Figur 6 ist der Schieber 4 in eine Wechselstellung verschoben, in der die Riegelelemente 6 und die Abdecksegmente 9 die Aufnahmen 3 vollkommen freigeben. Dies wird dadurch er- möglicht, dass die Breite der Freimachungen 10 und der Längsschlitze 5 etwas größer ist als der größte Außendurchmesser der Pipette 1, die nun ungehindert in die Aufnahme 3 eingesetzt bzw. aus dieser entnommen werden kann.
Der Ablauf eines Pipettenwechsels ist folgender: Zunächst wird der Bestückkopf mit einer der nicht mehr benötigten Pipetten 1 über eine der nicht belegten Aufnahmen 3 verfahren. Der Schieber 4 wird in die in Figur 6 gezeigte Wechselstellung verschoben. Daraufhin wird der Halter 12 mit der daran fixierten Pipette 1 so weit abgesenkt, dass diese in der Aufnahme 3 abgelegt wird. Danach wird der Schieber in die in Figur 5 gezeigte Riegelstellung zurückgeschoben. Der Halter 12 wird nun hochgezogen, wobei die Pipette 1 durch die Riegel- elemente 6 in der Aufnahme 3 zurückgehalten und vom Halter 12 abgezogen wird. Daraufhin verfährt dieser zu einer anderen, im Magazin gespeicherten Pipette 1 und der Schieber 4 wird erneut in die in Figur 6 gezeigte Wechselstellung verschoben. Der Halter wird nun mit seinem unteren Montageende in den Montageschaft 11 dieser Pipette 1 eingedrückt und zusammen mit dieser wieder nach oben bewegt, worauf der Schieber 4 wieder in seine in Figur 1 dargestellte Speicherstellung zurückgeschoben wird, in der die oberen Öffnungen der Pipetten 1 von den Abdecksegmenten 9 überdeckt sind. Bezugs zeichen
1 Pipette
2 Grundkörper
3 Aufnahme
4 Schieber
5 Längsschlitz
6 Riegelelement
7 Kragen
8 Deckblech
9 Abdecksegment
10 Freimachung
11 Montageschaft
12 Halter

Claims

Patentansprüche
1. Magazin mit Aufnahmen (3) für wechselbare Pipetten (1) eines Bestückkopfes zum Bestücken von Substraten mit elektri- sehen Bauelementen, wobei die Aufnahmen (3) in zumindest einer zur Substratebene parallelen Reihe angeordnet sind, wobei das Magazin zumindest einen mit den Pipetten (1) inter- agierenden, in der Reihenrichtung der Aufnahmen (3) verstell- baren Schieber (4) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schieber (4) mit Abdecksegmenten (9) versehen ist, die in einer Speicherstellung des Schiebers (4) obere Öffnungen der eingesetzten Pipetten (1) vollständig überdecken und dass der Schieber (4) in eine Wechselstellung verschiebbar ist, in der die Abdecksegmente (9) neben den Aufnahmen (3) angeordnet sind.
2. Magazin nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass- die Abdecksegmente (9) einen Montageschaft (11) der eingesetzten Pipetten (1) vollständig überdecken.
3 . Magazin nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abdecksegmente (9) als Teil eines dünnen, am Schieber (4) befestigten Deckblechs (8) mit geringem Abstand zu den eingesetzten Pipetten (1) ausgebildet sind.
4. Magazin nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schieber (4) mit Riegelelementen (6) zum Fixieren der Pipetten (1) in einer Riegelstellung versehen ist.
5. Magazin nach , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Magazin zwei Reihen der Aufnahmen (3) aufweist und dass die streifenförmigen Abdecksegmente (9) jeweils zwei der Aufnahmen (3) überdecken.
6. Magazin nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass fensterartige Freimachungen (10) zwischen den Abdecksegmenten (9). langlochartig ausgebildet sind.
PCT/DE2003/002624 2002-09-11 2003-08-05 Magazin mit aufnahmen für pipetten zum bestücken von substraten mit elektrischen bauelementen Ceased WO2004028227A1 (de)

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