電子元件安裝專利技術研究

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，重點分析提高電子元件安裝效率相關專利的技術分支和關鍵技術。

【關鍵字】 元件 安裝

一、引言

所謂電子元件安裝技術，通俗地說就是利用電子元件安裝機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，根據攝像裝置拍攝到的圖像識別頭部裝置的吸嘴所吸附的電子元件的保持狀態，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。

為了實現電子元件高效裝配，避免人為失誤，電子元件安裝技術迅速興起，在各類企業中被廣泛使用，如何提高電子元件安裝效率成為當前電子元件安裝領域研究的熱點。

二、技術發展

為了全面了解國內外該領域的發展狀況，在專利庫中進行檢索，獲得200多件專利樣本，經過統計和分析，對于如何提高電子元件安裝效率，具有多種改進技術和關鍵技術。

2.1 技術分支

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

頭部裝置是執行電子元件吸附的部件，主要包括安裝頭和運動控制機構，安裝頭的內部結構直接關系到元件對準與糾錯效率，運動控制機構直接關系到安裝頭的移動行程，頭部裝置改進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距離；

輸送裝置主要是輸送基板，對輸送裝置的改進主要包括輸送裝置結構的設計、傳感器輔助檢測故障診斷與控制、輸送軌道的設計和多輸送裝置結構及運輸順序優化；

改進控制程序來提高安裝效率是所有自動化作業中均需要考慮的問題，主要包括單個安裝程序優化、多個安裝程序間交替優化和故障控制處理；

在電子元件的安裝過程中，攝像裝置可設置多個，可以拍攝到吸嘴吸附的電子部件狀態，然后通過與預設的吸附狀態比較，以控制將電子元件安裝于電路基板上設定的位置，還可以輔助控制生產節拍，以合理安排安裝順序，對攝像裝置的改進包括生產過程實時監控的故障診斷和處理、節拍速度檢測、安裝順序控制以及元件位置的識別與定位；

新裝配流程是指隨著安裝機臺數的增多，會產生整個安裝系統的大型化、設置空間增大等問題，需要對安裝流程進行優化，對新裝配流程的改進包括裝配流程順序改進和生產結構小型化的設計。

從2010年起，關于輸送裝置改進和頭部裝置改進的專利申請激增。

2.2 關鍵技術

分析專利樣本獲得專利申請的分布情況如下：日本申請占90%，韓國申請占4%，中國申請占3%，包括美國及歐洲在內的其他國家申請占2%。

其中日本的專利申請主要集中在以下幾個公司：松下、富士機械、JUKI和雅馬哈。

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

富士機械于2003年提出了一種部件安裝裝置、控制該裝置動作的程序及部件安裝系統（公開號為CN1498071A），可提高部件安裝的生產效率，生產線不因局部故障而全部停止，簡化部件再安裝時的生產管理。該部件安裝裝置的2臺基板輸送裝置分別運入基板，并進行交替安裝部件。

在頭部單元為2個的情況下，當一方基板正在輸送中、或運送該一方的基板的基板輸送裝置正在變更寬度時，對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，對另一方的基板進行部件的安裝。任一方的基板輸送裝置也可以作為旁通輸送機或返回輸送機使用。

這篇專利首次提出了設置多個安裝頭對應多個基板輸送裝置交替安裝作業的思想，改變了現有技術中基板一塊一塊進行元件安裝的結構和由這種結構帶來的發生故障時等待時間長的問題，這種改進大大提高了生產效率。

三、結語

本文對電子元件安裝領域的專利申請的技術進行了分析，知悉對于提高電子元件安裝效率的技術分支及其發展中的關鍵技術。

參 考 文 獻

[1]譚亮.通用貼片機發展簡況[J].世界產品與技術，2002（03）：24-26.

[2]宋福民，肖永山.貼片機結構設計研究[J].電子工業專用設備， 2007（08）：16-20.