專利名稱：用于絲焊器的焊接頭的制作方法
技術領域：
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正交設置的驅(qū)動裝置在水平XY平面中移動焊接頭。在EP317 787專利說明書中披露了這種驅(qū)動裝置的一個實施例。這一驅(qū)動系統(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顯著缺點在于當將焊接頭移動至一個新的位置時，必須加速比較大的質(zhì)量。其要求使用大功率驅(qū)動系統(tǒng)和堅固耐用的支承。另一個缺點在于取決于焊接頭的位置，會在加速焊接頭時產(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)動系統(tǒng)使焊接頭運動的。也必須通過這一驅(qū)動系統(tǒng)加速較大的質(zhì)量。在轉動中由電機加速所產(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動，另一方面限制了最大可能的加速度值。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種新的絲焊器，使其焊接頭應能經(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裝置，一在垂直軸線上可轉動的旋轉梁架及一安裝在旋轉梁架上的搖臂?；瑒友b置可以以預定水平方向往復運動并一起移動滑動裝置。滑動裝置最好通過一由真空裝置加載的氣墊支承在一水平設置的導板上。旋轉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板上。最好預設一設置在滑動裝置上的驅(qū)動裝置，用于使旋轉梁架作旋轉運動。
下面，對本發(fā)明的實施例作更詳細地說明，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，其具有一水平設置的滑板1及在滑板1上滑動的一個焊接頭2。焊接頭2包括一滑動裝置3，一旋轉梁架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管7的電極臂6端部，所述細管用于導引焊絲。滑動裝置3通過一以真空裝置加載的第一氣墊在滑板1上運動，并通過一以真空裝置加載的第二氣墊沿一剛性設置的支承件8運動，所述支承件8平行于由y標出的方向。由真空裝置加載的兩個氣墊的效果在于；滑動裝置3不僅能在支承件上運動，而且也還能以預定的作用力抵靠在滑板1或支承件8上牽引滑動裝置3?；瑒友b置3的運動僅能沿y方向且實際在沒有摩擦的情況下進行。
滑動裝置3以y方向往復運動旋轉梁架4。旋轉梁架4可在一豎直軸線9上轉動，所述旋轉梁架隨滑動裝置3一起運動并支承在滑動裝置3上，因此，支承裝置最好采用氣墊。由于氣墊能自動補償與氣墊鄰接區(qū)域本應具有的理想形狀間的無法避免的局部偏差，因此，軸線9的位置相對于滑動裝置3是非常穩(wěn)定的。旋轉梁架4可以以相對于y方向的大約±15°的角度θ轉動。
旋轉梁架4最好通過一由真空裝置加載的第三氣墊直接支承在導板1上，以便滑動裝置3僅能以y方向?qū)бD梁架4，且不能作旋轉梁架4的垂直支承。因此，滑動裝置3的任何垂直振動均不會傳送至細管7。
在水平軸線上可轉動的搖臂5被裝配在旋轉梁架4上?；瑒友b置3和旋轉梁架4允許細管7在水平面內(nèi)的規(guī)定區(qū)域中運動。搖臂5能夠使細管7以垂直方向運動。
由一剛性設置的定子10和一活動線圈11構成的直線馬達12用作滑動裝置3的驅(qū)動裝置。旋轉梁架4繞垂直軸線9的旋轉運動是通過一第二直線馬達13產(chǎn)生的，第二直線馬達13的定子14被固定在滑動裝置3上而其線圈15被固定在旋轉梁架4。由于直線馬達13被固定至與其一起運動的滑動裝置3上，因此，線圈15易于相對于垂直軸線9、在細管7的相對側設置，以便通過其攜帶的元件、相對于垂直軸線9平衡旋轉梁架4。最好選擇線圈15至垂直軸線9的距離，且對應定子14的設置應使旋轉梁架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，在旋轉梁架4轉動時，支承裝置上的載荷保持較低。
為了旋轉梁架4能水平支承在滑動裝置3上，兩個在垂直方向分離的氣墊預設在滑動裝置3的頂部和底部。與使用兩個以預定距離分離的氣墊一樣，僅使用一個氣墊也有助于垂直軸線位置相對于滑動裝置3的穩(wěn)定性。為了形成兩個空間位置分離設置的氣墊，旋轉梁架4具有兩個缸16和17，這兩個缸嵌入滑動裝置3的鉆孔18和19中。兩個缸16和17表明其與鉆孔成兩列設置，由此輸送至缸16和17內(nèi)側的空氣貼著鉆孔18或19邊緣向外流出，從而確保了旋轉梁架4在滑動裝置3上的實際無摩擦的自由間隙支承。
用作旋轉梁架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梁架4上的缸17中的最大可能拉力與下側缸17的直徑成平方關系增大。因此，旋轉梁架4的剛性受該直徑選擇的影響，如果需要，也可增大旋轉梁架4的剛性，因為，在旋轉梁架4上方，一第二滑板平行滑板1設置，因此旋轉梁架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(未示出)上，該攝像機被固定至滑動裝置3上并通過兩個固定至旋轉梁架4的偏轉鏡聚集在垂直軸線9上。將一個偏轉鏡20設置在電極臂6的端部上方，而另一個偏轉鏡(未示出)以垂直軸線9為中心設置。旋轉梁架4及設置在其上的所有元件，例如搖臂5，線圈15，攝像機，偏轉鏡，照明元件等，設置形成二者的結合效果能使旋轉梁架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結構。
本發(fā)明的絲焊器具有以下優(yōu)點。
-更緊湊的結構。
-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12使滑動裝置3加速時，作用在支承件8上的載荷是非常低的。由于驅(qū)動力是完全或幾乎全部朝向或遠離焊接頭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梁架4繞垂直軸線9轉動。通過所描述的實施例，直線馬達13必須產(chǎn)生比驅(qū)動滑動裝置3的直線馬達12所產(chǎn)生的力要小的能夠驅(qū)動旋轉梁架4的力，從而使直線馬達13也相應更小、更便宜。因此，能更容易地實現(xiàn)對直線馬達13供給能源?？傊?，與現(xiàn)有技術相比，能夠在水平平面中實現(xiàn)焊接頭2非常高的加速。
-結果，作用在支承裝置上被減小的載荷會明顯減小焊接頭2的振動趨勢且更快降低任意可能的振動。因此，能更快進行焊接工藝。
-無重量的空氣支承裝置本身有助于減小被加速的質(zhì)量。
-旋轉梁架4直接支承在導板1上的優(yōu)點在于滑動裝置3的任何垂直振動都不會傳送至焊接頭2。
細管的位置顯然是通過確定沿y方向與滑動裝置3一起移動的垂直軸線9的y坐標以及旋轉梁架4的角度θ而被確定的，其中，角度θ表示旋轉梁架4相對于y方向的旋轉位置。從圖2中可知，細管在直角坐標(q1,q2)中的位置轉換入細管在坐標(y,θ)的位置是根據(jù)以下等式實現(xiàn)q1=y+R×Cosθq2=R×Sinθ其中，變量R表示細管端部至垂直軸線9的距離。
預設兩個用于確定坐標(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讀數(shù)頭。用于測定角度θ的金屬尺被固定在與上側缸16同心的一個區(qū)域中。當移至另一位置時，可考慮該實際位置以便調(diào)節(jié)流過直線馬達12和13的電流。
代替導板1和支承件8，可預設一用于沿y方向?qū)б瑒友b置3的傳統(tǒng)支承裝置，例如可沿y方向運動的工作臺。旋轉梁架4也可通過一滾珠軸承或一剛性接頭支承在滑動裝置3上。
圖3描述了絲焊器的一個實施例，該絲焊器剛性設有用于實現(xiàn)旋轉梁架4轉動的驅(qū)動裝置。預設一用于驅(qū)動裝置的直線馬達21，其定子固定安裝，同時其線圈被固定至旋轉梁架4。
權利要求
1.具有一焊接頭的絲焊器，其包括一個滑動裝置(3)，一個剛性設置的支承件(8)，用于沿預定水平方向?qū)б龌瑒友b置(3)，以便僅能使所述滑動裝置(3)在該水平方向往復運動，一個旋轉梁架(4)，其可通過所述滑動裝置(3)運動并可在一垂直軸線上轉動。
2.根據(jù)權利要求1所述的絲焊器，其特征在于所述滑動裝置(3)通過由真空裝置加載的氣墊支承在一水平設置的導板(1)上。
3.根據(jù)權利要求2所述的絲焊器，其特征在于所述旋轉梁架(4)通過另一由真空裝置加載的氣墊支承在所述水平設置的導板(1)上。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一條所述的絲焊器，其特征在于預設兩個以一定距離分離的支承件，以便所述旋轉梁架(4)支承在所述滑動裝置(3)上。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一條所述的絲焊器，其特征在于所述旋轉梁架(4)通過空氣支承在所述滑動裝置(3)上，以便在垂直軸線(9)上轉動。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一條所述的絲焊器，其特征在于預設一設置在所述滑動裝置(3)上的驅(qū)動裝置，用于實現(xiàn)所述旋轉梁架(4)的旋轉運動。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一條所述的絲焊器，其特征在于在所述旋轉梁架(4)上預設一可在水平軸線上轉動的搖臂(5)。
8.根據(jù)權利要求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管(7)的所述電極臂(6)端部，所述細管用于導引焊絲。
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裝置(3),在一垂直軸線(9)上可轉動的旋轉梁架(4),及一安裝在旋轉梁架(4)上的搖臂(5)?；瑒友b置(3)以預定水平方向往復運動并一起移動旋轉梁架(4)?；瑒友b置(3)最好通過一由真空裝置加載的氣墊支承在一水平設置的導板(1)上。旋轉梁架(4)最好也通過另一由真空裝置加載的氣墊支承在上述導板上。最好預設一設置在滑動裝置(3)上的驅(qū)動裝置,以使旋轉梁架(4)做轉動運動。
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