CN103531505B - 晶片装配系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及晶片装配系统，它包括引线纵向平移组件、引线横向平移组件、工作台运动组件、晶片盘定位组件、晶片盘X/Y轴平移组件和晶片装取机械手(13)，引线纵向平移组件和引线横向平移组件用于驱动引线横向或纵向平移，实现晶片的自定位焊装；在晶片自定位吸取的过程中，晶片盘定位组件为晶片取出盘(17)提供支撑；晶片盘X/Y轴平移组件带动晶片取出盘(17)朝X轴向或Y轴向运动，实现晶片的自定位吸取；晶片装取机械手(13)用于吸取待焊装的晶片，并完成晶片到引线的焊装动作。本发明通过引线横向/纵向平移组件实现了晶片装配位置的自定位，通过晶片盘X/Y轴平移组件实现了晶片的自定位吸取，整个装配过程全自动化，装配速度快、定位精度高。

Description

晶片装配系统
技术领域
本发明涉及一种晶片装配系统。
背景技术
二极管是最常用的电子元器件之一，它最大的特性就是单向导电，也就是电流只能从二极管的一个方向流过，在许多电路中起着重要的作用，二极管的应用非常广泛，通常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护和编码控制等电路中。
二极管晶片是二极管的主要原材料，二极管晶片按照组成成分的不同，可以分为二元、三元、四元晶片和氮化物晶片；按晶片发光波长的不同，又分为红外线、红、橙、黄、绿、蓝、紫全波段，按尺寸划分，分为6mil、8mil等。
在二极管的生产过程中，二极管晶片焊接是一个必要工序。然而，目前的二极管生产厂家在进行二极管晶片焊接时，主要通过人工来完成，工作强度大，产品不良率较高、装配效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能实现自动装配、装配精度高的晶片装配系统，它通过引线横向平移组件和引线纵向平移组件实现了晶片装配位置的自定位，通过晶片盘X轴平移组件和晶片盘Y轴平移组件实现了晶片的自定位吸取，各组件的运动情况由自动控制系统自动控制，使整个装配过程全自动化，装配速度快、定位精度高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：晶片装配系统，它包括引线纵向平移组件、引线横向平移组件、工作台运动组件、晶片盘定位组件、晶片盘X轴平移组件、晶片盘Y轴平移组件和晶片装取机械手，工作台运动组件包括工作台安装基座、工作台面和工作台固定架，工作台面通过多根工作台固定架固定安装在工作台安装基座上，在工作台安装基座上设有引线横向平移组件，引线横向平移组件安装在工作台固定架a与工作台固定架b之间，引线横向平移组件包括引线横向平移基座、引线横向平移滑块、引线横向平移丝杆和引线横向平移驱动电机，引线横向平移驱动电机安装在工作台固定架b外侧，引线横向平移基座固定在工作台安装基座上，引线横向平移基座上安装有引线横向平移滑块，引线横向平移滑块顶端设置有引导引线横向平移的顶针，引线横向平移丝杆一端通过联轴器连接引线横向平移驱动电机，另一端穿过引线横向平移滑块固定在工作台固定架a上。
在工作台安装基座下方安装有引线纵向平移组件，引线纵向平移组件包括引线纵向平移基座、引线纵向平移驱动电机和引线纵向平移滑轨，引线纵向平移基座的上表面设有引线纵向平移滑轨，工作台安装基座与引线纵向平移基座之间通过引线纵向平移滑轨活动连接，引线纵向平移基座一端固定有引线纵向平移驱动电机。
在工作台运动组件的一侧分别设有晶片装取机械手、晶片盘定位组件、晶片盘X轴平移组件和晶片盘Y轴平移组件，晶片盘Y轴平移组件包括Y轴安装基座、Y轴滑轨、与Y轴滑轨相匹配的Y轴滑块、Y轴驱动电机、Y轴丝杆、与Y轴丝杆相匹配的Y轴丝杆螺母，两根Y轴滑轨分别设置在Y轴安装基座上，Y轴丝杆螺母固定在Y轴滑块上，Y轴驱动电机安装在Y轴安装基座的一端，Y轴丝杆一端与Y轴驱动电机相连，另一端穿过Y轴丝杆螺母固定在Y轴安装基座的另一端；晶片盘X轴平移组件包括X轴驱动电机、X轴丝杆、与X轴丝杆相匹配的X轴丝杆螺母、X轴安装基座、X轴滑轨、与X轴滑轨相匹配的X轴滑块和晶片盘连接托板，X轴安装基座设置在Y轴安装基座的上端，并通过Y轴滑块与Y轴安装基座活动连接，两根X轴滑轨分别设置在X轴安装基座上，X轴丝杆螺母固定在X轴滑块上，X轴驱动电机安装在X轴安装基座的一端，X轴丝杆一端与X轴驱动电机相连，另一端穿过X轴丝杆螺母固定在X轴安装基座的另一端，在X轴滑块顶端固定安装有晶片盘连接托板，晶片取出盘安装在晶片盘连接托板端面上。
晶片盘定位组件包括晶片盘固定支座、晶片顶柱和晶片顶柱驱动电机，晶片顶柱驱动电机安装在晶片盘固定支座内，晶片盘固定支座上固定有晶片顶柱，晶片取出盘罩在晶片盘定位组件上端。
进一步的，在引线纵向平移基座的两侧设有滑槽，工作台安装基座通过滑槽与引线纵向平移基座活动连接。
进一步的，在晶片顶柱上端设有晶片顶针，晶片顶针周围设有多个负压孔。
具体的，所述的晶片取出盘中央为囊膜，待装配的晶片吸附在囊膜上。
本发明的有益效果是：
（1）设有引线横向平移组件和引线纵向平移组件，在安装晶片的过程中，通过引线的横向运动和纵向运动，实现了晶片装配位置的自定位，使晶片能够进行自动装配，无需人工参与；
（2）设有晶片盘X轴平移组件和晶片盘Y轴平移组件，在吸取晶片的过程中，通过晶片盘的X轴向运动和Y轴向运动，进而使晶片盘上的晶片能自动的运动到待吸取的位置，实现了晶片的自定位吸取；
（3）设有晶片盘定位组件，在晶片吸取的过程中，通过晶片顶柱为待吸取的晶片提供一个支撑面，避免晶片装取机械手在吸取晶片时因晶片盘悬空而导致晶片吸取位置偏移、囊膜破损等现象的发生；
（4）在晶片顶柱上端设置有晶片顶针，晶片顶针周围设有多个负压孔，当顶针将晶片顶出的同时，负压孔吸附囊膜，便于晶片装取机械手取出晶片；
（5）引线横向及纵向的平移、晶片盘X轴向及Y轴向的运动可采用自动控制方式，能实现高精度定位。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中，1-工作台安装基座，2-工作台面，3-工作台固定架a，4-工作台固定架b，5-引线横向平移基座，6-引线横向平移滑块，7-引线横向平移丝杆，8-联轴器，9-引线横向平移驱动电机，10-引线纵向平移基座，11-引线纵向平移驱动电机，12-引线纵向平移滑轨，13-晶片装取机械手，14-晶片盘固定支座，15-晶片顶柱驱动电机，16-晶片顶柱，17-晶片取出盘，18-X轴驱动电机，19-X轴丝杆，20-X轴丝杆螺母，21-X轴安装基座，22-晶片盘连接托板，23-X轴滑轨，24-X轴滑块，25-Y轴安装基座，26-Y轴滑块，27-Y轴丝杆螺母，28-Y轴驱动电机，29-Y轴丝杆，30-Y轴滑轨。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，晶片装配系统，它包括引线纵向平移组件、引线横向平移组件、工作台运动组件、晶片盘定位组件、晶片盘X轴平移组件、晶片盘Y轴平移组件和晶片装取机械手13，引线纵向平移组件驱动工作台运动组件纵向运动，进而使工作台面2上的引线纵向平移，引线横向平移组件用于实现引线的横向平移，进而实现晶片的自定位焊装。在晶片自定位吸取的过程中，晶片盘定位组件为晶片取出盘17提供支撑。晶片盘X轴平移组件带动晶片取出盘17朝X轴向运动，晶片盘Y轴平移组件带动晶片取出盘17朝Y轴向运动，实现晶片的自定位吸取。晶片装取机械手13用于吸取待焊装的晶片，并完成晶片到引线的焊装动作，晶片装取机械手13由气缸驱动。
工作台运动组件包括工作台安装基座1、工作台面2和工作台固定架，工作台面2通过多根工作台固定架固定安装在工作台安装基座1上，在工作台安装基座1上设有引线横向平移组件。引线横向平移组件安装在工作台固定架a3与工作台固定架b4之间，引线横向平移组件包括引线横向平移基座5、引线横向平移滑块6、引线横向平移丝杆7和引线横向平移驱动电机9，引线横向平移驱动电机9安装在工作台固定架b4外侧，引线横向平移基座5固定在工作台安装基座1上，引线横向平移基座5上安装有引线横向平移滑块6，引线横向平移基座5与引线横向平移滑块6活动连接，引线横向平移滑块6在引线横向平移驱动电机9的驱动下，在引线横向平移基座5上横向滑动。引线横向平移滑块6顶端设置有引导引线横向平移的顶针，引线横向平移丝杆7一端通过联轴器8连接引线横向平移驱动电机9，另一端穿过引线横向平移滑块6固定在工作台固定架a3上。
在工作台安装基座1下方安装有引线纵向平移组件，引线纵向平移组件包括引线纵向平移基座10、引线纵向平移驱动电机11和引线纵向平移滑轨12，引线纵向平移基座10的上表面设有引线纵向平移滑轨12，工作台安装基座1与引线纵向平移基座10之间通过引线纵向平移滑轨12活动连接，引线纵向平移基座10一端固定有引线纵向平移驱动电机11。进一步的，还可在引线纵向平移基座10的两侧设置滑槽，工作台安装基座1通过滑槽与引线纵向平移基座10活动连接。
在工作台运动组件的一侧分别设有晶片装取机械手13、晶片盘定位组件、晶片盘X轴平移组件和晶片盘Y轴平移组件，晶片盘Y轴平移组件包括Y轴安装基座25、Y轴滑轨30、与Y轴滑轨30相匹配的Y轴滑块26、Y轴驱动电机28、Y轴丝杆29、与Y轴丝杆29相匹配的Y轴丝杆螺母27，两根Y轴滑轨30分别设置在Y轴安装基座25上，Y轴丝杆螺母27固定在Y轴滑块26上，Y轴驱动电机28安装在Y轴安装基座25的一端，Y轴丝杆29一端与Y轴驱动电机28相连，另一端穿过Y轴丝杆螺母27固定在Y轴安装基座25的另一端。
晶片盘X轴平移组件包括X轴驱动电机18、X轴丝杆19、与X轴丝杆19相匹配的X轴丝杆螺母20、X轴安装基座21、X轴滑轨23、与X轴滑轨23相匹配的X轴滑块24和晶片盘连接托板22，X轴安装基座21设置在Y轴安装基座25的上端，并通过Y轴滑块26与Y轴安装基座25活动连接，两根X轴滑轨23分别设置在X轴安装基座21上，X轴丝杆螺母20固定在X轴滑块24上，X轴驱动电机18安装在X轴安装基座21的一端，X轴丝杆19一端与X轴驱动电机18相连，另一端穿过X轴丝杆螺母20固定在X轴安装基座21的另一端，在X轴滑块24顶端固定安装有晶片盘连接托板22，晶片取出盘17安装在晶片盘连接托板22端面上。
晶片盘定位组件包括晶片盘固定支座14、晶片顶柱16和晶片顶柱驱动电机15，晶片顶柱驱动电机15安装在晶片盘固定支座14内，晶片盘固定支座14上固定有晶片顶柱16，晶片取出盘17罩在晶片盘定位组件上端。进一步的，在晶片顶柱16上端设有晶片顶针，晶片顶针周围设有多个负压孔。具体的，所述的晶片取出盘17中央为囊膜，待装配的晶片吸附在囊膜上。在晶片取出盘17的正上方还可设置晶片检测装置，用于实时检测晶片取出盘17囊膜上晶片的位置，并将检测信息反馈至控制器，以提高晶片取出盘17移动的准确性。
本发明的工作过程如下：自动控制系统由伺服电机、伺服驱动、控制器、位置光栅尺构成，定位精度高。自动控制系统与上位机之间可互相通讯，自动控制系统可通过上位机软件进行实时控制。晶片盘X轴平移组件和晶片盘Y轴平移组件由控制器控制运动的情况，使晶片取出盘17移动到正确位置，便于晶片装取机械手13精确的吸取位于晶片取出盘17上的晶片。当工作台面2上的引线移动到晶片焊装工站的位置时，晶片装取机械手13从晶片取出盘17上吸取晶片并将晶片焊装至引线上，引线纵向平移组件驱动整个工作台运动组件纵向运动，带动引线纵向平移，完成引线纵向位置的晶片的逐个焊装，直到纵向位置晶片全部焊装完成，引线横向平移组件中的引线横向平移滑块6在引线横向平移丝杆7的带动下，在引线横向平移基座5上滑动，通过引线横向平移滑块6上端的顶针引导引线横向平移，即往下一个工站的方向平移，如此反复运作。

Claims (4)

1.晶片装配系统，其特征在于：它包括引线纵向平移组件、引线横向平移组件、工作台运动组件、晶片盘定位组件、晶片盘X轴平移组件、晶片盘Y轴平移组件和晶片装取机械手（13），工作台运动组件包括工作台安装基座（1）、工作台面（2）和工作台固定架，工作台面（2）通过多根工作台固定架固定安装在工作台安装基座（1）上，在工作台安装基座（1）上设有引线横向平移组件，引线横向平移组件安装在工作台固定架a（3）与工作台固定架b（4）之间，引线横向平移组件包括引线横向平移基座（5）、引线横向平移滑块（6）、引线横向平移丝杆（7）和引线横向平移驱动电机（9），引线横向平移驱动电机（9）安装在工作台固定架b（4）外侧，引线横向平移基座（5）固定在工作台安装基座（1）上，引线横向平移基座（5）上安装有引线横向平移滑块（6），引线横向平移滑块（6）顶端设置有引导引线横向平移的顶针，引线横向平移丝杆（7）一端通过联轴器（8）连接引线横向平移驱动电机（9），另一端穿过引线横向平移滑块（6）固定在工作台固定架a（3）上；
在工作台安装基座（1）下方安装有引线纵向平移组件，引线纵向平移组件包括引线纵向平移基座（10）、引线纵向平移驱动电机（11）和引线纵向平移滑轨（12），引线纵向平移基座（10）的上表面设有引线纵向平移滑轨（12），工作台安装基座（1）与引线纵向平移基座（10）之间通过引线纵向平移滑轨（12）活动连接，引线纵向平移基座（10）一端固定有引线纵向平移驱动电机（11）；
在工作台运动组件的一侧分别设有晶片装取机械手（13）、晶片盘定位组件、晶片盘X轴平移组件和晶片盘Y轴平移组件，晶片盘Y轴平移组件包括Y轴安装基座（25）、Y轴滑轨（30）、与Y轴滑轨（30）相匹配的Y轴滑块（26）、Y轴驱动电机（28）、Y轴丝杆（29）、与Y轴丝杆（29）相匹配的Y轴丝杆螺母（27），两根Y轴滑轨（30）分别设置在Y轴安装基座（25）上，Y轴丝杆螺母（27）固定在Y轴滑块（26）上，Y轴驱动电机（28）安装在Y轴安装基座（25）的一端，Y轴丝杆（29）一端与Y轴驱动电机（28）相连，另一端穿过Y轴丝杆螺母（27）固定在Y轴安装基座（25）的另一端；晶片盘X轴平移组件包括X轴驱动电机（18）、X轴丝杆（19）、与X轴丝杆（19）相匹配的X轴丝杆螺母（20）、X轴安装基座（21）、X轴滑轨（23）、与X轴滑轨（23）相匹配的X轴滑块（24）和晶片盘连接托板（22），X轴安装基座（21）设置在Y轴安装基座（25）的上端，并通过Y轴滑块（26）与Y轴安装基座（25）活动连接，两根X轴滑轨（23）分别设置在X轴安装基座（21）上，X轴丝杆螺母（20）固定在X轴滑块（24）上，X轴驱动电机（18）安装在X轴安装基座（21）的一端，X轴丝杆（19）一端与X轴驱动电机（18）相连，另一端穿过X轴丝杆螺母（20）固定在X轴安装基座（21）的另一端，在X轴滑块（24）顶端固定安装有晶片盘连接托板（22），晶片取出盘（17）安装在晶片盘连接托板（22）端面上；
晶片盘定位组件包括晶片盘固定支座（14）、晶片顶柱（16）和晶片顶柱驱动电机（15），晶片顶柱驱动电机（15）安装在晶片盘固定支座（14）内，晶片盘固定支座（14）上固定有晶片顶柱（16），晶片取出盘（17）罩在晶片盘定位组件上端。
2.根据权利要求1所述的晶片装配系统，其特征在于：所述的引线纵向平移基座（10）的两侧设有滑槽，工作台安装基座（1）通过滑槽与引线纵向平移基座（10）活动连接。
3.根据权利要求1所述的晶片装配系统，其特征在于：所述的晶片顶柱（16）上端设有晶片顶针，晶片顶针周围设有多个负压孔。
4.根据权利要求1所述的晶片装配系统，其特征在于：所述的晶片取出盘（17）中央为囊膜，待装配的晶片吸附在囊膜上。
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