CN101022086A - 芯片焊接机的焊接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片焊接机的焊接头，包括：安装在后架处的线性电动机(LM)导向件；与LM导向件可移动地连接的第一移动部件；使第一移动部件线性运动的第一驱动单元；安装在第一移动部件处的第一线性电动机；与第一移动部件相连以便可沿与第一移动部件的运动方向垂直的方向移动的第二移动部件；将第一线性电动机的线性驱动力传递给第二移动部件的力传递单元；具有用于拾起驱动芯片的工具并可转动地连接至第二移动部件的焊接头单元；以及可使焊接头单元旋转的旋转驱动单元。本发明的焊接头的操作误差减小，焊接过程的可靠性与精确性提高，并且其总体尺寸也减小。

Description

芯片焊接机的焊接头

技术领域

本发明涉及芯片焊接机，更具体地说，涉及芯片焊接机的焊接头，它能通过将力传递单元与驱动单元相互分离而降低操作误差，能执行稳定操作，以及能通过使各部件小型化而简化整体结构。

背景技术

一般来说，焊接机用来通过焊接工艺将诸如半导体芯片的复杂部件电连接至芯片封装引线架(chip package lead frame)等。作为半导体芯片与封装之间的焊接工艺，可使用热压法或超声波焊接工艺。

液晶显示器(LCD)装置在其LCD板处装有许多驱动电路。驱动电路以驱动芯片和与驱动芯片相连的许多导线端子的形式实施。

驱动电路的制造工艺参看图1予以说明。

首先，用芯片焊接机将驱动芯片3分别焊到带T的金属模板(metal pattern)2上，带T的金属模板2布置在绝缘薄膜1上。金属模板2上形成多个导线端子。驱动芯片3在从晶片上取下后被安放在晶片环形构架上。

图2是一正视图，示意性地示出根据传统技术的焊接机，其上可应用根据本发明所述的焊接头。

如图2所示，具有多个位于绝缘薄膜上的金属模板并卷绕在卷轴10上的带T从卷轴10上展开。接着，带进给装置20连续地进给带T，带T沿带导向件30运动到焊接头40。晶片环形构架供给单元50供给晶片环形构架，晶片环形构架具有薄膜板，其上安放着驱动器芯片3。然后，位于晶片环形构架供给单元50横向侧的芯片转运单元60拾起安放在晶片环形构架上的驱动芯片3并将其移送到焊接头40处。

接着，焊接头40施以吸力，将芯片转运单元60提供的驱动芯片吸住，然后将其焊接到带T上布置的金属模板上。在此，用加热加压法将驱动芯片焊接到金属模板上。带T的下方布置有下部工具(或焊接台(bonding stage))70，它能支承驱动芯片和焊接头40。

当上述步骤重复进行时，安放在晶片环形构架上的驱动芯片被分别焊在带T上的金属模板上。

驱动芯片焊接于其上的带T被卷在另一卷轴11上。

下部工具70及芯片转运单元60安装在底架80上，焊接头40安装在后架90上，后架90位于底架80后侧，焊接头40被布置得垂直于底架80。

标号100指带供给单元，标号110指带卷绕单元。

一旦驱动芯片3通过上述工艺分别焊接在带T的金属模板上之后，驱动芯片便与金属模板电连接，即，与导线端子电连接。

为了将驱动芯片准确焊到带T的金属模板上，焊接头在沿竖直方向运动的同时必须压紧驱动芯片。

虽然焊接头在沿竖直方向移动的同时压紧驱动芯片，但是如果由于部件间的连接误差或部件的操作误差导致作用于部件上的力是偏心的，或焊接头操作不稳定的话，驱动芯片与金属模板之间的焊接工艺便恶化了。因此增加了产品的次品率。

发明内容

因此，本发明的目的是要提供一种芯片焊接机的焊接头，它能通过将力传递单元与驱动单元相互分离而降低操作误差，能执行稳定操作，以及能通过使各部件小型化而简化整体结构。

为了实现这些及别的优点并根据本发明的目的，正如这里体现和详细说明的，提供一种芯片焊接机的焊接头，包括：安装在后架处的线性电动机(LM)导向件；可移动连接至LM导向件的第一移动部件；使第一移动部件线性运动的第一驱动单元；安装在第一移动部件处的第一线性电动机；与第一移动部件连接，以致能沿与第一移动部件的运动方向垂直的方向运动的第二移动部件；用于将第一线性电动机的线性驱动力传递给第二移动部件的力传递单元；具有用于拾起驱动芯片且可转动连接至第二移动部件的焊接头单元；及使焊接头单元旋转的旋转驱动单元。

本发明上述的及其他的目的，特征，方面及优点可以从本发明下述详细说明并结合附图而变得清楚起来。

附图说明

附图用于提供对本发明进一步了解，包含在本说明书中且构成本说明书内容的一部分，其示出了本发明的实施例且与说明书一起用于解释本发明的原理。

图中：

图1是一平面图，示出具有焊于其上的驱动芯片的带；

图2是一正视图，示意性地示出根据传统技术的芯片焊接机，其上可应用根据本发明所述的焊接头；

图3是一正视图，示出根据本发明的芯片焊接机的焊接头；

图4是一侧视图，示出根据本发明的芯片焊接机的焊接头；

图5是一局部放大侧视图，示出根据本发明的芯片焊接机的焊接头的导向单元的细部；

图6是一局部放大正视图，示出根据本发明的芯片焊接机的焊接头的力传递单元的细部；

图7和8分别是局部放大的正视和侧视图，示出根据本发明的芯片焊接机的焊接头的旋转驱动单元的细部。

具体实施方式

现在参看本发明的优选实施例，附图举例说明其实例。

以下参看附图说明根据本发明所述芯片焊接机的焊接头。

图3是一正视图，示出根据本发明的芯片焊接机的焊接头，而图4是其侧视图。

焊接头配置在芯片焊接机上。在芯片焊接机中，拾起驱动芯片再通过加热加压操作将其焊接到带上的金属模板上。

如图3和4所示，芯片焊接机的焊接头包括一安装在后架90处的线性电动机(LM)导向件200；可移动地连接至LM导向件200的第一移动部件(moving block)300；安装在后架90处的用于使第一移动部件300线性运动的第一驱动单元400；安装在第一移动部件300处的第一线性电动机(LM)500；与第一移动部件300相连，以致可沿与第一移动部件300的运动方向垂直的方向移动的第二移动部件600；用于将第一线性电动机500的线性驱动力传递给第二移动部件600的力传递单元700；具有用于拾起驱动芯片的工具且与第二移动部件600可转动连接的焊接头单元800；以及用于使焊接头单元800旋转的旋转驱动单元900。

后架90包括有一定厚度和面积的板状部分91，和从板状部分91背面伸出且有一定形状的加强部分92。后架90竖直地安装在焊接机的底架80处。

LM导向件200包括二根竖直的LM导轨210，导轨210具有一定长度且固定在后架90的板状部分91，二导轨210之间的间距一定。这二根LM导轨210互相平行且沿与底架80垂直的方向延伸。

第一移动部件300包括有一定厚度与面积的主体310和与LM导向件200的导轨210可滑动地连接且与主体310固定连接的许多滑动件320。

第一驱动单元400包括固定连接至后架90的旋转电动机410；用于通过接收旋转电动机410的旋转力而使第一移动部件300线性往复运动的滚珠丝杠420；及用于支承滚珠丝杠420的支承部件430。

当旋转电动机410沿正反方向旋转时，滚珠丝杠420相应地转动，第一移动部件300沿LM导向件210竖直移动。

第一线性电动机500包括与第一移动部件300的主体310连接的定子510，和可线性移动地连接至定子510的动子520。第一线性电动机500定位成使其动子520能沿水平方向运动。

第二移动部件600以邻近的方式布置于第一线性电动机500的下侧处。

用于引导第二移动部件600作线性运动的导向单元610设在第一移动部件300与第二移动部件600之间。如图5所示，导向单元610包括固定于第一移动部件300的第一导槽611，和与第一导槽611可滑动连接并固定于第二移动部件600的第二导槽612。在沿水平方向延伸的第一移动部件300的一侧处最好形成一台阶部分311，并且第一导槽611被安装在第一移动部件300的台阶部分311处。在沿水平方向延伸的第二移动部件600处最好形成台阶部分601，第二导槽612安装在阶梯部分601处。

如图6所示，力传递单元700包括：分别连接至第一线性电动机500的动子520的主托架710和副托架720；连接至第二移动部件600的支撑件730；用于使副托架720与支持件730互相连接从而在它们之间产生拉力的弹性连接单元740；以及与副托架720可转动地连接且与支撑件730接触的圆柱形凸轮750。

副托架720包括有一定厚度与面积且与第一线性电动机500的动子520连接的板状部分721，及有一定长度且从板状部分721的下表面伸出的连接部分722。

圆柱形凸轮750形成为杆状，有一定长度和外径，且可转动地连接至连接部分722。

支撑件730包括有一定长度且与第二移动部件600连接的主体部分731，和从主体部分731端部弯曲地伸出的支撑部分732。支撑件730固定地连接至第二移动部件600的正面，使支撑部分732位置设置成沿与第二移动部件600的正面垂直的方向延伸。另外，圆柱形凸轮750接触支撑件730的侧面，从而被支撑件730支撑。

弹性连接单元740包括与副托架720的连接部分722固定连接的第一连接销741，与支撑件730的支撑部分732固定连接的第二连接销742，及使第一连接销741和第二连接销742彼此连接的拉簧743。圆柱形凸轮750及支撑件730由于拉簧743的驱使而互相接触。

力传递单元700有各种实施方式。

焊接头单元800包括与第二移动部件600可转动地连接的旋转轴810，与旋转轴810固定连接的焊接头主体820，设在焊接头本体820下端的工具830，及用于加热工具830的加热单元840。在工具830下表面形成一些小孔(未示出)，当焊接头工作时在小孔处施加真空抽吸负压。

如图7和图8所示，旋转驱动单元包括：安装在第二移动部件600处的第二线性电动机910；分别连接至第二线性电动机910的动子912的主托架920和副托架930；设在焊接头单元800处的支撑杆940；将副托架930与支撑杆940互相连接从而在它们之间产生拉力的弹性连接单元950，及圆柱形凸轮960，它与副托架930可转动地连接，以便与支撑杆940能接触，用于将第二线性电动机910的线性驱动力传递给支撑杆940，从而使得焊接头单元800转动。

第二线性电动机910包括固定连接至第二移动部件600的定子911，和线性可移动地连接至定子911的动子912。第二线性电动机910安装在第二移动部件600处，以使得动子912能沿与第一移动部件300的运动方向垂直的方向运动。

副托架930包括有一定厚度与面积且与第二线性电动机910的动子912相连的板状部分931，和有一定长度且从板状部分931下表面伸出的连接部分932。

圆柱形凸轮960形成为杆形，有一定长度和外径，可转动地连接至连接部分932。

支撑杆940有一定长度，且固定连接至焊接头本体820的上表面。支撑杆940的位置设置成能沿前后方向与焊接头800的旋转轴810相交。圆柱形凸轮960与支撑杆940的侧面接触，从而由支撑杆940支撑。

弹性连接单元950包括：与副托架930的连接部分932固定连接的第一连接销951，与支撑杆940固定连接的第二连接销952，及在一定拉力下使第一连接销951与第二连接销952互相连接的拉簧953。

圆柱形凸轮960与支撑杆940由于拉簧953的迫使而彼此接触。

旋转驱动机构900这样工作，即，将线性电动机的线性驱动力转变为旋转力。

作为一个例子，当第二线性电动机910的驱动使第二线性电动机910的动子912线性运动时，与动子912相连的副托架930同样也线性运动。这样，可转动地连接至副托架930的圆柱形凸轮960在通过支撑杆弹性支承的状态下旋转的同时作线性运动。因此，支撑杆940和焊接头本体820以旋转轴810为中心进行角旋转。焊接头本体820及与其连接的工具830的旋转角根据第二线性电动机910的移动距离确定。这就是说，工具830的旋转角可根据第二线性电动机910的移动距离设定或修正。

后架90与固定在底架80上的第二LM导向件81可移动地连接，用于使后架90直线往复运动的第二驱动单元82安装在底架80上。后架90沿与第二移动部件600的运动方向垂直的方向移动，即沿图3的来回方向运动。此外，后架90沿与第一移动部件300的运动方向垂直的方向移动。如果假设后架90的运动方向为Y轴，则规定第二移动部件600的运动方向为X轴，而第一移动部件300的运动方向为Z轴。

下面说明根据本发明所述的芯片焊接机的焊接头的操作。

首先，当第一驱动单元400使第一移动部件300沿LM导向件200竖直运动时，第一线性电动机500便工作。然后，力传递单元700把第一线性电动机500的驱动力传递给第二移动部件600。因此，第二移动部件600在第一移动部件300处线性运动。在此，设在第一移动部件300和第二移动部件600处的导向单元610使得第二移动部件600线性运动。旋转驱动单元900使可移动地连接至第二移动部件600的焊接头单元800作角转动。

第二驱动单元82使后架90沿来回方向运动。

上述机构使焊接头单元800沿X轴和Y轴移动并进行角转动。在焊接头单元800因第一驱动单元400的操作而沿Z轴(图中的上下方向)运动时，通过与下部工具一起进行的加热加压操作，焊接头单元800将由焊接头单元800的工具830吸住的驱动芯片焊到带的金属模板上。

在本发明中，用于沿X轴方向驱动焊接头单元800的第一线性电动机500安装在沿竖直方向运动的第一移动部件300处。因此，第一驱动单元400的驱动力，即作用于焊接头的工具上的压力，在通过第一移动部件300传递给焊接头单元800时并未传给第一线性电动机500。因而第一线性电动机500可防止变形而能自由运动，从而可沿X轴方向精确控制焊接头单元800。

此外，用于将第一线性电动机500的驱动力传递给第二移动部件600的力传递单元700包括拉簧743和圆柱形凸轮750，引导部件610使第二移动部件600线性运动。因此，当用于连接第一线性电动机500和第二移动部件600的部件产生加工误差或装配误差时，所产生的误差因拉簧743和圆柱形凸轮750而减少。因此与第二移动部件600连接的焊接头单元800能获得较精确的控制，以致沿X轴方向运动。

此外，旋转驱动机构900的第二线性电动机910安装在第二移动部件600上，而第二移动部件600的线性驱动力由包括拉簧953和圆柱形凸轮960的组件传递给焊接头单元800。因此，第一驱动单元400的驱动力未传给旋转驱动机构900。因此，可防止第二线性电动机910变形，且第二线性电动机910能自由运动，从而沿转动方向精确控制焊接头单元800。

如上所述，第一驱动单元400的驱动力传递给焊接头单元800的工具830，而不会传给用于使焊接头单元800沿X轴方向运动的部件和用于使焊接头单元800旋转的部件，从而使工具830的变形最小。

此外，第一线性电动机500安装在第一移动部件300处，第二线性电动机910安装在第二移动部件600处，而第一移动部件300，第二移动部件600及焊接头800排列在同一直线上。因此，第一驱动单元400的力容易传递给焊接头，而焊接头的整体结构也小型化。

如上所述，在根据本发明的芯片焊接机的焊接头中，通过将力传递单元与驱动单元互相分离，施加于第一驱动单元的力并不传递给焊接头，从而减小焊接头的操作误差。另外，由于焊接头操作稳定，因此可增强其可靠性及精确度。

此外，由于焊接头的整体结构紧凑，因此其整体尺寸减小。

因为本发明可以以几种形式实施，而不背离其实质或基本特征，所以应明白，上述的实施例不受前面说明的任一细节所限，除非另有说明，而应认为是在所附权利要求书定义的实质与范围之内。因此，在权利要求书的界限和范围内的任何更改和修改，或这种界限和范围的等同内容均被认为由所附权利要求书所包括。

Claims (9)

1.一种芯片焊接机的焊接头，包括：

线性电动机(LM)导向件，安装在后架上；

第一移动部件，可移动地连接至所述LM导向件；

第一驱动单元，用于使所述第一移动部件线性运动；

第一线性电动机，安装在所述第一移动部件处；

第二移动部件，连接至所述第一移动部件，以致可沿与所述第一移动部件的运动方向垂直的方向运动；

力传递单元，用于将所述第一线性电动机的线性驱动力传递给所述第二移动部件；

焊接头单元，具有用于拾起待焊的芯片的工具，并且可移动地连接至所述第二移动部件；以及

旋转驱动单元，用于使所述焊接头单元旋转。

2.根据权利要求1所述的芯片焊接机的焊接头，其特征在于，所述第一线性电动机安装在所述第一移动部件上，使得所述第一线性电动机的动子可沿与所述第一移动部件的运动方向垂直的方向运动。

3.根据权利要求1所述的芯片焊接机的焊接头，其特征在于，所述力传递单元包括弹性件，用于使所述第一线性电动机和所述第二移动部件彼此弹性连接。

4.根据权利要求1所述的芯片焊接机的焊接头，其特征在于，所述力传递单元包括：

托架，连接至所述第一线性电动机的动子；

支撑件，连接至所述第二移动部件；

弹性连接单元，使所述托架与所述支撑件在拉力作用下互相连接；以及

圆柱形凸轮，可转动地连接至所述托架并与所述支撑件接触。

5.根据权利要求4所述的芯片焊接机的焊接头，其特征在于，所述弹性连接单元包括：

第一连接销，固定连接至所述托架；

第二连接销，固定连接至所述支撑件；以及拉簧，用于使所述第一连接销与所述第二连接销彼此连接。

6.根据权利要求1所述的芯片焊接机的焊接头，还包括设置在所述第一移动部件和所述第二移动部件之间的导向单元，用于引导所述第二移动部件的线性运动。

7.根据权利要求1所述的芯片焊接机的焊接头，其特征在于，所述旋转驱动单元将所述线性电动机的线性驱动力转变成旋转力。

8.根据权利要求1所述的芯片焊接机的焊接头，其特征在于，所述旋转驱动单元包括：

第二线性电动机，安装在所述第二移动部件处；

托架，连接至所述第二线性电动机的动子；

支撑杆，设在所述焊接头单元处；

弹性连接单元，用于使托架与支撑杆在拉力作用下互相连接；以及

圆柱形凸轮，可转动地连接至所述托架以便与所述支撑杆相接触，用于将所述第二线性电动机的线性驱动力传递给所述支撑杆，从而使得所述焊接头单元转动。

9.根据权利要求8所述的芯片焊接机的焊接头，其特征在于，所述第二线性电动机安装在所述第二移动部件处，使得所述第二电动机的动子可沿与所述第一移动部件的运动方向垂直的方向运动。

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