电子元件安装专利技术研究

吴琳

【摘要】 本文通过检索并浏览大量电子元件安装的专利申请，重点分析提高电子元件安装效率相关专利的技术分支和关键技术。

【关键字】 元件 安装

一、引言

所谓电子元件安装技术，通俗地说就是利用电子元件安装机在基板上安装电子元件，它是通过头部装置从电子元件供给部中吸附电子元件，根据摄像装置拍摄到的图像识别头部装置的吸嘴所吸附的电子元件的保持状态，控制将吸附的电子元件安装到由基板输送装置输送的基板上。

为了实现电子元件高效装配，避免人为失误，电子元件安装技术迅速兴起，在各类企业中被广泛使用，如何提高电子元件安装效率成为当前电子元件安装领域研究的热点。

二、技术发展

为了全面了解国内外该领域的发展状况，在专利库中进行检索，获得200多件专利样本，经过统计和分析，对于如何提高电子元件安装效率，具有多种改进技术和关键技术。

2.1 技术分支

根据专利申请情况，将提高电子元件安装效率的技术手段大致划分为以下几种：头部装置改进、输送装置改进、控制程序改进、摄像装置改进、新装配流程改进。

头部装置是执行电子元件吸附的部件，主要包括安装头和运动控制机构，安装头的内部结构直接关系到元件对准与纠错效率，运动控制机构直接关系到安装头的移动行程，头部装置改进主要包括提高安装头安装效率和故障纠正以及缩短安装头移动距离；

输送装置主要是输送基板，对输送装置的改进主要包括输送装置结构的设计、传感器辅助检测故障诊断与控制、输送轨道的设计和多输送装置结构及运输顺序优化；

改进控制程序来提高安装效率是所有自动化作业中均需要考虑的问题，主要包括单个安装程序优化、多个安装程序间交替优化和故障控制处理；

在电子元件的安装过程中，摄像装置可设置多个，可以拍摄到吸嘴吸附的电子部件状态，然后通过与预设的吸附状态比较，以控制将电子元件安装于电路基板上设定的位置，还可以辅助控制生产节拍，以合理安排安装顺序，对摄像装置的改进包括生产过程实时监控的故障诊断和处理、节拍速度检测、安装顺序控制以及元件位置的识别与定位；

新装配流程是指随着安装机台数的增多，会产生整个安装系统的大型化、设置空间增大等问题，需要对安装流程进行优化，对新装配流程的改进包括装配流程顺序改进和生产结构小型化的设计。

从2010年起，关于输送装置改进和头部装置改进的专利申请激增。

2.2 关键技术

分析专利样本获得专利申请的分布情况如下：日本申请占90%，韩国申请占4%，中国申请占3%，包括美国及欧洲在内的其他国家申请占2%。

其中日本的专利申请主要集中在以下几个公司：松下、富士机械、JUKI和雅马哈。

松下公司的专利申请几乎覆盖了上述所有的技术分支，其在1994年提出了一种集成电路元件组装方法及其装置（公开号为CN1111820A），可将集成电路元件的相对基板的接合电极配置面面朝上地进行供给和组装，不会损伤其接合电极又不会产生吸附不良，并可相对基板的装置位置正确而又平行地组装，以确保牢固又适当的接合，还可以进行需要加压力控制和加热控制的接合作业，并且即使加热也不会产生因热膨胀引起的偏位，可进行高精度装配，其开创了电子元件高效率安装的先河。

富士机械于2003年提出了一种部件安装装置、控制该装置动作的程序及部件安装系统（公开号为CN1498071A），可提高部件安装的生产效率，生产线不因局部故障而全部停止，简化部件再安装时的生产管理。该部件安装装置的2台基板输送装置分别运入基板，并进行交替安装部件。

在头部单元为2个的情况下，当一方基板正在输送中、或运送该一方的基板的基板输送装置正在变更宽度时，对一方的基板的部件安装头，参与到另一方的部件安装头的工作中，对另一方的基板进行部件的安装。任一方的基板输送装置也可以作为旁通输送机或返回输送机使用。

这篇专利首次提出了设置多个安装头对应多个基板输送装置交替安装作业的思想，改变了现有技术中基板一块一块进行元件安装的结构和由这种结构带来的发生故障时等待时间长的问题，这种改进大大提高了生产效率。

三、结语

本文对电子元件安装领域的专利申请的技术进行了分析，知悉对于提高电子元件安装效率的技术分支及其发展中的关键技术。

参 考 文 献

[1]谭亮.通用贴片机发展简况[J].世界产品与技术，2002（03）：24-26.

[2]宋福民，肖永山.贴片机结构设计研究[J].电子工业专用设备， 2007（08）：16-20.