用于SMT工艺的载体、贴装头和贴装机

技术领域

本发明涉及一种用于接收待在SMT工艺中使用的元件的载体。本发明还涉及贴装头和贴装机。

背景技术

目前已知的用于SMT元件的扫描过程，尤其是用于通过贴装系统组装印刷电路板的扫描过程，涉及扫描SMT元件的ID代码，特别是光学可读代码，例如条形码、QR码、光学可读文本、符号等，以便识别SMT元件和/或用于可追溯性目的。扫描通常由扫描仪单元执行，例如光学扫描仪，如相机。在已知的现有技术中，扫描仪单元的位置和扫描单元的可能扫描区域限制了ID代码在SMT元件上的定位。特别是，已知的扫描系统包括下视型扫描单元，在元件保持在载体内时，所述扫描单元通常仅能够扫描位于元件顶表面上的ID代码。然而，某些类型的元件带有位于元件一侧上的ID代码，在元件保持在载体内时，所述ID代码竖直或基本竖直地定向。为了扫描如此定向的ID代码，通常需要且安装额外的扫描单元。然而，额外的扫描单元通常伴随以下缺点：在非常有限的安装空间中需要额外空间(这是贴装系统中的额外扫描系统所需要的)，以及用于扫描单元维护和操作的额外成本。

发明内容

因此，本发明的目的是使得能够在SMT工艺中扫描在元件的侧面具有ID代码的元件。特别是，本发明的目的是找到一种简单、低廉且节省空间的方式，用于在元件放置于载体中时，元件的ID代码竖直或几乎竖直地对准的情况下，在SMT工艺中用下视型ID扫描仪扫描元件的ID代码。

此目的通过权利要求的主题来解决。特别是，所述目的通过根据权利要求1的用于接收待在SMT工艺中使用的元件的载体、根据权利要求11的贴装头和根据权利要求14的用于SMT工艺的贴装机来解决。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于收纳待在SMT工艺中使用的元件的载体，所述元件包括基体和位于所述基体的第一外侧上的ID代码，所述载体具有上表面且包括用于在其中以接收方向接收所述元件的容座，所述容座包括在所述上表面中的开口，在所述SMT工艺期间，可以通过所述开口从所述载体移除所述元件，其中所述载体包括靠近所述容座布置的反射镜(mirror)，所述反射镜相对于所述上表面成角度，且当所述元件以所述接收方向被接收在所述容座中时，所述反射镜靠近所述元件的所述第一外侧布置且相对于所述第一外侧成角度，使得可以经由所述反射镜从所述上表面查看所接收的元件的所述ID代码。

当ID代码布置在元件的(当元件放置在载体上时，所述元件与载体的平坦第一上表面垂直或几乎垂直对准)一侧时，此类载体使得能够以简单、低廉且节省空间的方式在贴装机的SMT工艺中扫描元件的ID代码。即使元件ID代码平行或接近平行于ID扫描仪的扫描方向，反射镜也允许ID代码由面向下的诸如例如光学相机的ID扫描仪扫描。ID扫描仪是读取存储在ID代码上的数据的电子装置。ID代码是图案为不同宽度的平行线的机器可读代码。扫描方向是ID扫描仪的光束的方向。有利地，本发明准许通常设置在贴装机的贴装头上的下视型PCB相机用作ID扫描仪来扫描待在SMT工艺中贴装的元件的ID代码，即使所述元件的ID代码位于载体内的元件的侧面也是如此。ID扫描仪的光束被反射镜偏转，且被引导至元件的基体的第一外侧，以便扫描置于那里的ID代码。当放置在贴装机中时，载体的上表面布置成垂直于ID扫描仪的扫描方向。当被载体接收时，元件的第一外侧布置成垂直或接近垂直于载体的上表面，以使得来自ID扫描仪的光束必然由反射镜偏转以引导至元件基体的第一外侧上的ID代码。特别是，所述元件具有框架状的基体，该基体具有周向环绕的外侧。基体的至少一个周向外侧设置有ID代码。适于由根据本发明的载体承载的元件或SMT元件通常分别应理解为用于在表面安装工艺中组装印刷电路板的元件。

载体具有通常平坦的上表面。有利地，载体是一体成形的，因此其包括一体式载体主体。用于以所期望的接收方向接收元件的至少一个容座可以例如通过铣削形成于载体主体中。这允许以非常低廉地成本来制造载体。

或者，容座可以由设置在载体的载体表面上的至少一个对准装置来限定。

容座适于接收元件，使得上面布置有ID代码的元件的第一外侧可以例如在元件处于接纳方向时与载体的上表面成80°至100°的角度而定向。例如可以相对于载体的上表面以35°至55°的角度倾斜布置的反射镜可以将从ID代码反射的光束偏转(特别是以90°)到布置在载体上方的ID扫描仪。

根据本发明的优选实施例，载体是优选的，其中容座适于接收元件，使得当以接收方向来收收时，元件的基体的第一外侧与载体的上表面正交，且反射镜布置成相对于载体的上表面以45°角度倾斜。此类载体允许以简单且节省空间的方式使用布置在载体上方的ID扫描仪。载体可以布置在贴装机中，所述贴装机具有向下定向的ID扫描仪，使得载体的上表面布置成垂直于由ID扫描仪接收的光束。载体的反射镜使得从ID代码反射的光束能够在方向上偏转90°或大致90°以到达ID扫描仪。

例如通过设置两个或更多个相应容座，或通过设置具有足够大小以在其中容纳一个以上元件的容座，载体可以适于容纳两个或更多个元件。两个或更多个容座可以彼此平行和/或彼此串联地布置在载体中。此类载体使得能够将多个元件呈现给ID扫描仪，特别是贴装机的ID扫描仪。此类载体可以包括两个或更多个反射镜。每个反射镜可以布置在载体上，其布置方式使得反射镜在使用中与相应元件相关联。对于所有反射镜，反射镜的倾斜角可以相同。两个或更多个反射镜可以彼此平行和/或彼此串联地布置在载体上。

具有此类反射镜的载体使得在一侧上具有ID代码的元件能够以简单、节省空间且具成本效益的方式由贴装机的ID扫描仪读取，即使ID扫描仪的光轴平行或大致平行于ID代码的方向也是如此。

反射镜可以不同方式布置在载体上。根据载体的优选实施例，反射镜布置在容座的侧壁上。特别是，优选地，反射镜布置成使得反射镜的反射面布置成相对于载体的上表面以35°至55°、优选45°的角度倾斜。

载体的至少一个容座使得元件能够容纳在载体上的预定位置中。容座可以由至少一个对准装置限定，所述对准装置例如载体的载体支撑表面上的突起，其确保收纳在载体上的元件不能相对于载体滑动。载体本身可以是具有上侧和与上侧相对的下侧的板或托盘。根据载体的另一实施例，所述或每个对准装置可以包含安置在载体的载体支撑表面上的两个或更多个突起。

至少一个对准装置可以例如通过闩锁或胶合而固定在载体支撑表面上。

根据本发明的优选进一步发展，载体的反射镜可以具有平坦或弯曲表面。反射镜的不同表面形状允许从元件的ID代码反射的光束以不同方式反射到ID扫描仪。另外，使用反射镜的不同表面形状允许ID扫描仪以不同方式布置在载体上方，以便以节省空间的方式扫描布置在载体上元件的ID代码。

根据另一实施例，反射镜可枢转地布置，经由附接构件附接至载体。这允许相对于载体的上表面改变反射镜的倾角。此类载体允许载体在贴装机内的更灵活的布置，特别是载体的反射镜相对于ID扫描仪的对准。

根据本发明的另一实施例，载体是优选的，其中反射镜是镜面箔。这意味着，反射镜可以是可容易地布置在载体上的反射箔。优选的是反射箔，其通过粘合剂层粘附至载体。根据载体的优选实施例，可以将一个或多个反射箔胶合至载体。以此方式设计的反射镜是特别有利的，因为反射箔具有非常薄的布局，且因此需要很少的构造空间。反射箔还易于安装、低廉和/或易于更换。

根据本发明的载体准许使用贴装机的预先存在的、指向下的ID扫描仪，以使得在贴装机中不需要额外的硬件。特别是，ID扫描仪可以是设置在贴装机的贴装头处的PCB相机。

根据本发明的第二方面，上述目的通过一种用于贴装机的贴装头来解决，所述贴装机用于贴装在SMT工艺中使用的元件，所述贴装头包括具有在使用中指向下的光轴扫描方向的ID扫描仪，其中所述贴装头包括反射镜，所述反射镜可以布置成相对于光轴以一定倾斜角度而与ID扫描仪的光轴重合，从而准许通过ID扫仪器扫描偏离光轴定位的对象。

本发明的这个方面提供了一种替代配置，其中反射镜不是设置在载体上，而是由贴装头固持。此配置使得能够使用更简单且更低廉的载体。然而，载体将需要其中容纳的任何元件的ID代码的光学可见性，这可以例如通过在载体的容座的侧壁中靠近ID代码设置开口或窗口来实现。

反射镜可以相对于ID扫描仪移动，贴装头包括用于将反射镜移动成与光轴重合或不重合的致动器。通过此配置，反射镜可以相对于贴装头移动到安全位置，使得其不会干扰贴装头的拾取或贴装操作。

有利地，ID扫描仪可以包括贴装头的相机，优选为PCB相机。

根据本发明的第三方面，上述目的通过一种贴装机来解决，所述贴装机包括第二方面的贴装头。

此类贴装机具有与根据本发明的第一方面所述的载体相同的优点。此类贴装机使得能够以简单、低廉且节省空间的方式在贴装机的SMT工艺中扫描元件的ID代码，当ID代码布置在元件的侧面处时，所述侧面在元件放置在载体上且载体放置在贴装机中时与载体的上表面垂直或几乎垂直地对准。ID扫描仪可以是如上所述的贴装头的一部分。在此情况下，ID扫描仪可以具有一项以上功能。这意味着，除了扫描由载体接收的元件的ID代码的功能外，ID扫描仪还可用于在SMT工艺中拾取并贴装元件。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节在下面的描述中展开，其中通过参考图1至4，详细描述本发明的实施例。因此，权利要求的特征以及说明书中提及的特征单独地或以任意组合对于本发明可能是必不可少的。在附图中，示意性地示出：

图1是根据本发明的待由载体接收的典型元件的透视图的示意图，

图2是根据本发明的实施例的形成于一体式载体中的容座的俯视示意图，

图3是收纳有元件的本发明载体的实施例的示意性截面图，

图4是本发明载体的反射镜的实施例的透视图的示意图，

图5是本发明载体的反射镜的第二实施例的透视图的示意图，

图6是本发明载体的反射镜的第三实施例的示意性截面图，

图7是载体的实施例的示意性截面图，其中反射镜固定在载体处，

图8是载体的实施例的示意性截面图，其中附接构件与载体成一体，

图9是具有一个反射镜和对准装置且在载体上有接收的元件的载体的实施例的透视图的示意图，

图10是载体的实施例的俯视示意图，所述载体具有多个反射镜和用于接收多个元件的对准装置且在载体上有一些已接收的元件，

图11是根据本发明的载体的实施例的示意性截面图，

图12是根据本发明的载体的另一实施例的示意性截面图，以及

图13是根据本发明的实施例的贴装头的示意性截面图。

图1至13中的类似对象标有相同的参考编号。所述对象以示意方式示出，且其具体尺寸是示例性的，且仅为了便于参考而可能放大。

附图标记说明：

12 元件

14 基体

16 第一外侧

18 ID代码

20 ID扫描仪

30 反射镜

32 调整装置

34 附接构件

40 载体

41 容座

42 对准装置

43 侧壁

44 上表面

45 载体支撑表面

50 枢转装置

51 第一枢轴

52 第二枢轴

60 照明装置

100载体系统

110贴装头

120贴装机

SD 扫描方向

α角度。

具体实施方式

图1示出了待由根据本发明的载体40接收的一个典型元件12，在此情况下为矩形轮廓。元件12具有基体14和设置在所述基体14的第一外侧16上的ID代码18。在所示的实施例中，外侧16是平坦的，然而，元件12同样可以具有非平坦侧，例如弯曲的。元件12的基体14具有平坦的、框架状轮廓。ID代码18固定在第一外侧16处，特别是胶合在第一外侧16处。在其它实施例中，ID代码18可以直接印刷到第一外侧16上，或甚至蚀刻到第一外壁16中。ID代码18是机器可读代码，其图案为不同宽度的平行线。

图2示出了具有已接收的元件12的本发明载体40的实施例的示意图。在此应注意，图2中所示的元件12具有与图1所示元件不同的非矩形轮廓。然而，元件12同样包含第一外侧16，此处是平坦外侧，其上设置有ID代码18。载体40具有一体式构造，其中容座41通过铣削工艺形成于其基本平坦的上表面44中，用于以第一外侧16处于基本竖直定向的接收方向紧贴地接收元件12。容座41由此包括在上表面44中的开口，在SMT工艺期间，可以经由所述开口从载体40移除元件12。容座41由侧壁43限定。侧壁43的靠近元件12的第一外侧16且相对于其成角度的部分设置有反射镜30。侧壁43的所述部分与第一外侧16大致成45°角度，以使得当如图所示从上方检视反射镜30时，可以看到ID代码18的图像。在此实施例中，反射镜30包括例如通过胶合粘附到侧壁43的所述部分的反射箔。

图3示出了具有已接收的元件12的本发明载体40的另一实施例的示意图。此处，所示的载体40不是一体成形的，而替代地包括大体平坦的载体支撑表面45和附接至其的至少一个对准装置42，所述对准装置42限定容座41的侧壁43，所述容座41适于在载体支撑表面45上以接收方向接收元件12，使得元件12的基体14的第一外侧16相对于载体40的载体支撑表面45以90°角度倾斜。至少一个对准装置42适于将元件12以形状配合(form-fitting)方式固持在载体40上。对准装置42的上表面限定载体40的上表面。载体40还包括反射镜30，所述反射镜30布置成相对于载体40的载体支撑表面45以35°至55°的角度α，特别是α45°倾斜。载体40使得能够以简单、低廉且节省空间的方式扫描所接收的元件12的ID代码18，以便准备好用于贴装机的SMT工艺中，因为ID代码18设置在元件12的第一外侧16上，所述第一外侧16相对于载体支撑表面45垂直对准。

反射镜30允许ID代码18由面向下的ID扫描仪20扫描，如例如图11中所公开的，即使ID代码18平行或接近平行于ID扫描仪20的光轴也是如此，所述光轴限定ID扫描仪20的扫描方向SD。由ID代码18反射的光可以被反射镜30偏转，特别是偏转90°或约90°，且可以被引导到ID扫描仪20，由此准许扫描ID代码18。

载体40的反射镜30可以按各种方式实施，示例在图4、图5和图6中示出。图4以示意图示出了本发明载体40的反射镜30的第一实施例。反射镜装置30包括用于将反射镜30附接至载体40的附接构件34。反射镜30具有反射侧，且以相对侧附接至附接构件34。因此，反射镜30可以是具有平坦镜面的板。附接构件34可以固定至载体40，特别是可以胶合至载体40。图5以示意图示出了本发明载体40的反射镜30的第二实施例。此处，反射镜30是镜面箔，即反射箔，其胶合至附接构件34的一侧。优选地，此类反射箔在其背面上包括粘合剂层。以此方式设计的反射镜30是有利的，因为反射箔具有非常薄的布局，且由此在载体40处需要很小的构造空间。反射箔还易于安装、低廉和/或易于更换。图6以示意图示出了本发明载体40的反射镜30的第三实施例。反射镜30具有弯曲的表面。反射镜30附接至附接构件34。

反射镜30的不同表面形状允许从ID代码18反射的光束以不同方式反射到ID扫描仪20。另外，反射镜30的不同表面形状允许ID扫描仪20以不同方式布置在载体40上方，以便以节省空间的方式扫描布置在载体40上元件12的ID代码18。

图7以示意图示出了具有反射镜30的载体40的实施例。反射镜30分别固定或胶合至附接构件34，所述附接构件34安装在载体40的载体支撑表面45处。图8以示意图示出了载体40的另一实施例，其中附接构件34与载体40一体地形成。附接构件34是载体40的整体部分，特别是其可以与载体40一体地形成。这允许载体40的制造容易进行且非常低廉。反射镜30是镜面箔，其胶合至附接构件34的一侧。此类镜面箔30的一个优点是易于在载体40处，特别是在附接构件34处组装和拆卸。附接构件34优选地是载体40的载体支撑表面45上的突起。附接构件34具有相对于载体支撑表面45倾斜的表面。倾斜表面可以是平坦的或弯曲的，且适于容纳反射镜30，特别是镜面箔形式的反射镜。

具有一个反射镜30和对准装置42的载体40的实施例的示意图示于图9中。载体40包括平坦载体支撑表面45和至少一个对准装置42，所述对准装置42限定容座41，所述容座41适于容纳元件12，容纳方式为使得元件12的基体14的第一外侧16布置成相对于载体支撑表面45以80°至100°的范围内的角度、优选以90°的角度倾斜。载体40还包括反射镜30，所述反射镜30布置成相对于载体支撑表面45以35°至55°的范围内的角度、优选以45°的角度倾斜。在载体40的布置有反射镜30的区域中，没有对准装置42布置在载体40处。载体40的至少一个对准装置42使得能够在载体40上的预定义位置和接收方向上接收元件12。至少一个对准装置42优选是载体支撑表面45上的突起，其确保容纳在载体40上的元件12不会相对于载体40在x、y方向上滑动。至少一个对准装置42可以粘附至载体支撑表面45。尤其是，至少一个对准装置42可以闩锁或胶合至载体40的载体支撑表面45。在替代实施例中，至少一个对准装置42是载体40的整体部分。这意味着，至少一个对准装置42与载体40一体地形成。这允许非常低廉地制造载体40。至少一个对准装置42优选是框架状轮廓，其有效地防止由载体40容纳的元件12在x，y方向上移动。

图10公开了载体40的实施例的示意图，所述载体40具有多个反射镜30和用于容纳多个元件12的对准装置42。还示出了四个已接收的元件12。此类载体40适于在其第一上表面44上容纳两个或更多个元件12。载体40包括多个对准装置42，所述对准装置42限定适于容纳多个(此处是六个)元件12的容座41。对准装置42彼此平行和/或彼此串联地布置在载体40上。载体40由此可以容纳多个元件12，以使得可以将多个元件12呈现给ID扫描仪20，特别是呈现给贴装机的ID扫描仪20，例如如图11所示。载体40包括多个反射镜30。反射镜30布置在载体40上，布置方式为使得每个反射镜30在每种情况下都被指派给待接收元件12的容纳区域。反射镜30的倾角对于所有反射镜30都是相同的。反射镜30将彼此平行和/或彼此串联地布置在载体40上或布置在附接至载体40的附接构件34上。

图11以示意图示出了位于贴装机120内的载体40。贴装机120包括ID扫描仪20，例如相机，特别是PCB相机，用于借助于载体40的反射镜30扫描可容纳在载体40上的元件12的ID代码18。此类系统使得能够扫描元件12，所述元件12在元件12的一侧16而不是在元件12的顶部上具有ID代码18。所述系统使得元件12能够由从上方探视元件12的ID扫描仪20扫描，即使元件12的侧16上的ID代码18与ID扫描仪20的光轴平行或几乎平行地对准也是如此。ID扫描仪20在向下方向上扫描，即在图11所示的扫描方向SD上扫描。

图12公开了根据本发明的在贴装机120内的载体40的另一实施例的示意图。如图所示，贴装机120还包括用于照亮可容纳在载体40上的元件12的ID代码18的照明装置60。照明装置60可以方便地是PCB相机的组成部分，使得其可以照亮由载体40容纳的元件12的ID代码18。此处，载体40包括调整装置32。调整装置32可操作以当元件12处于接收方向时，调整反射镜30相对于元件12的第一外侧16的倾角。可以在载体40上设置例如电动机等致动器(未示出)，以致动调整装置32，且由此改变反射镜30的倾斜角度。

图13示出了根据本发明的实施例的贴装机120的贴装头110的示意图。尽管图13中未示出，但贴装头110包括用于一次拾取至少一个元件12的机构。如本领域本身中所公知的，此类机构可以包括吸嘴或夹持器。贴装头110包括ID扫描仪20，例如相机，有利地是PCB相机，其布置成使得其光轴竖直，以在向下方向上扫描。贴装头110另外包括枢转装置50，例如如图所示的具有沿其长度布置的第一枢轴51的活转臂，所述臂从ID扫描仪20延伸，其中反射镜30经由第二枢轴52附接至枢转装置50。因此，在此实施例中，反射镜30不附接在载体40本身处。反射镜30可以由枢转装置50定位，定位方式为使得从ID代码18反射的光可以偏转，特别是以90°偏转，到ID扫描仪20。这一类型的贴装头110使得能够扫描元件12的ID代码18，当此元件12由载体40容纳时，所述ID代码18布置在元件12的一侧处，特别是布置在元件12的基体14的第一外侧16上，使得元件12的ID代码18平行或接近平行于向下探视载体40的ID扫描仪20的光轴，而无需在载体40本身上设置反射镜。与位于载体40上的简单反射箔相比，此解决方案使得能够使用相对高质量的反射镜30。自然，重要的是，当元件12在载体40内处于接收方向时，元件12上的ID代码18在视觉上不会模糊，且因此载体40有必要在侧壁43的靠近ID代码18的一部分处具有开口或窗口。