CN105364330B - 半导体封装焊线设备 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种半导体封装焊线设备，包括：驱动模块、第一运动模块、夹料模块、第二运动模块以及加热模块；驱动模块包括：电机以及设置有第一凸轮和第二凸轮的凸轮轴；第一运动模块包括：第一滚轮轴承和第一导轨副，第一滚轮轴承的滚动面与第一凸轮线接触，第一滚轮轴承与第一导轨副的滑动件连接；夹料模块与第一导轨副的滑动件连接；第二运动模块包括：第二滚轮轴承和第二导轨副，第二滚轮轴承的滚动面与第二凸轮线接触，第二滚轮轴承与第二导轨副的滑动件连接；加热模块与第二导轨副的滑动件连接。本发明提供的技术方案在使焊线设备的结构更加紧凑的同时，提高了焊接作业的焊接质量。

Description

半导体封装焊线设备

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种半导体封装焊线设备。

背景技术

焊线设备被广泛应用于半导体封装过程中，如在生产具有平板式液晶屏的电子设备时，利用焊线设备可以完成平板式液晶屏的自动焊线作业。

现有的焊线设备通常包括两个升降平台以及两台电机，其中一个升降平台(即夹料模块)在其中一台电机的驱动下做升降运动，其中的另一个升降平台(即加热模块)在另一台电机的驱动下做升降运动。

发明人在实现本发明过程中发现：现有的焊线设备中的两个升降平台是由两台电机分别控制的，而由于两台电机的启动几乎无法做到绝对的同步，从而影响了焊线设备的升降平台的控制精度，进而会影响焊接作业的焊接质量。另外，由于两台电机需要占用一定的空间，从而使焊线设备的结构不够紧凑。

有鉴于上述现有的半导体封装焊线设备需要不断完善的需求，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验以及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的半导体封装焊线设备，能够进一步完善现有的半导体封装焊线设备，使其更具有实用性。经过不断的研究以及设计，经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于，针对现有的半导体封装焊线设备存在的技术问题，而提供一种新型结构的半导体封装焊线设备，所要解决的技术问题包括：提高焊线设备的升降平台的控制精度，并使焊线设备的结构更加紧凑。

本发明的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。

依据本发明提出的一种半导体封装焊线设备，包括：驱动模块、第一运动模块、夹料模块、第二运动模块以及加热模块；所述驱动模块包括：电机以及凸轮轴，所述凸轮轴上设置有第一凸轮和第二凸轮，且所述凸轮轴在与其连接的电机的驱动下旋转；所述第一运动模块包括：第一滚轮轴承以及第一导轨副，所述第一滚轮轴承的滚动面与第一凸轮线接触，第一滚轮轴承还与第一导轨副的滑动件连接，所述第一滚轮轴承在第一凸轮的作用下带动第一导轨副的滑动件沿第一导轨副的导轨运动；所述夹料模块与第一导轨副的滑动件连接，且在第一导轨副的滑动件的作用下沿第一导轨副的导轨运动；所述第二运动模块包括：第二滚轮轴承以及第二导轨副，所述第二滚轮轴承的滚动面与第二凸轮线接触，第二滚轮轴承还与第二导轨副的滑动件连接，所述第二滚轮轴承在第二凸轮的作用下带动第二导轨副的滑动件沿第二导轨副的导轨运动；所述加热模块与第二导轨副的滑动件连接，且在第二导轨副的滑动件的作用下沿第二导轨副的导轨运动。

借由上述技术方案，本发明的半导体封装焊线设备至少具有下列优点以及有益效果：本发明的驱动模块通过利用一台电机驱动设置有第一凸轮和第二凸轮的凸轮轴转动，可以在一台电机的作用下使第一凸轮和第二凸轮同时开始运动；通过利用凸轮轴上设置的凸轮、滚轮轴承以及导轨副分别带动夹料模块以及加热模块沿导轨运动，使夹料模块和加热模块的动作能够被同步控制，从而本发明能够提高焊线设备对夹料模块和加热模块的控制精度；由此可知，本发明提供的技术方案在使焊线设备的结构更加紧凑的同时，提高了焊接作业的焊接质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征以及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的半导体封装焊线设备的爆炸图；

图2为本发明的半导体封装焊线设备示意图；

图3为本发明的第一凸轮的示意图；

图4为本发明的第二凸轮的示意图；

图5为本发明的第一凸轮和第二凸轮的起始位置示意图。

1 底板 2 凸轮轴 3 夹料模块的底座

4 第一导轨副的导轨 5 加热模块滚轮轴承

6 右左结构件 7 右导轨副的滑动件

8 加热板 9 左结构件

10 左导轨副的导轨 11 升降结构件

12 夹料模块滚轮轴承 13 角度传感器

14 扇形轴套 15 步进电机 16 底座支撑件

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的半导体封装焊线设备的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本实施例的半导体封装焊线设备的主要结构如图1和图2所示。

在图1和图2中，本实施例的半导体封装焊线设备主要包括：驱动模块、第一运动模块、夹料模块(即夹料平台)、第二运动模块以及加热模块(即加热平台)。

本实施例中的驱动模块主要包括：电机以及设置有第一凸轮和第二凸轮的凸轮轴2，且该驱动模块还包括：底座。由于驱动模块通常设置于半导体封装焊线设备的最下方，因此，设置有底座的驱动模块也可以被称为底座驱动模块。

本实施例中的底座主要用于固定电机以及其他模块中的部分部件，即底座不仅可以固定电机，还可以固定第一运动模块、夹料模块、第二运动模块以及加热模块中的部分部件。底座主要包括：底板1(也可以称为支撑底板)以及底座支撑件16等，且底座支撑件16固定设置于底板1上。

电机与底板1固定连接，且该电机还与底座支撑件16固定连接。电机与凸轮轴2连接，且电机可以带动凸轮轴2绕其轴线旋转。

本实施例中的电机通常为步进电机15，该步进电机15的驱动力矩应足够带动凸轮轴2旋转。步进电机15主轴上可以设置有扇形轴套14，步进电机15通过该扇形轴套14与凸轮轴2连接，从而使凸轮轴2在步进电机15主轴的带动下绕其轴线旋转；扇形轴套14还可以用于使角度传感器13采集步进电机15主轴的转动角度信号。角度传感器13可以固定设置于底板1上，且角度传感器13的设置位置通常与扇形轴套14相对，如角度传感器13设置在扇形轴套14的正下方等。角度传感器13采集转动角度信号的一个具体的例子为：角度传感器13包括两个光电传感器，且这两个光电传感器在扇形轴套14的旋转范围内被设置成互为90度，扇形轴套14的结构设计中的扇形部分可以阻挡光线，这样，在扇形轴套14转动时，扇形部分会间断性的阻挡光线，使光电传感器的输出信号发生变化，从而实现了对步进电机15主轴的转动角度信号的采集。角度传感器13采集到的转动角度信号会被传输至半导体封装焊线设备中的控制模块，由控制模块根据接收到的转动角度信号执行相应的控制操作，如对步进电机15的转速或者主轴的转动角度进行控制等，从而控制夹料模块以及加热模块的位置。

本实施例中的凸轮轴2上设置的第一凸轮可以具体为一个凸轮或者一段连续凸轮，且凸轮轴2上设置的第二凸轮可以具体为一个凸轮或者两个凸轮或者一段连续凸轮。

本实施例的凸轮轴2的一个具体例子为，凸轮轴2上的第一凸轮包括一个凸轮，第二凸轮同样也包括一个凸轮，且这两个凸轮在外部轮廓上是不相同的，第一凸轮的外部轮廓可以如图3所示，而第二凸轮的外部轮廓可以如图4所示。第一凸轮和第二凸轮的外部轮廓通常是根据夹料模块和加热模块在工作过程中的具体运动位置需求来设计的。

图3中的第一凸轮由三段圆弧和两条线段组成，第一段圆弧为：圆心为凸轮轴2的轴心且半径为4.68mm的圆弧，该圆弧的度数为90度；第二段圆弧位于第一段圆弧的左侧，第二段圆弧的圆心的位置为：凸轮轴2的水平方向的直径与凸轮轴2的内圆周的交汇处，且第二段圆弧的半径为4mm；第一条线段与第一段圆弧和第二段圆弧分别相切；第三段圆弧为：圆心为凸轮轴2的轴心且直径为16mm的圆弧；第三段圆弧的起点为第三段圆弧与第二段圆弧的交点，且第三段圆弧的终点为平行于凸轮轴2的竖直方向的直径且与该直径相距6.6mm的直线与第三段圆弧的交点；第二条线段与第一条线段相切，并与第三段圆弧相交。

图4中的第二凸轮由三段圆弧和一条线段组成，第一段圆弧为：圆心在凸轮轴2的竖直方向的直径的延长线且距离凸轮轴2的圆心8mm的位置处且半径为3mm的圆弧；第二段圆弧位于第一段圆弧的右侧，第二段圆弧的圆心的位置为：在凸轮轴2的竖直方向的直径上且距离凸轮轴2的圆心2.5mm的位置处，且第二段圆弧的半径为8.5mm，第二段圆弧的上侧与第一段圆弧的右侧相交，第二段圆弧的下侧与第三段圆弧的右侧相交；第三段圆弧为：圆心的第一条线段与第一段圆弧和第二段圆弧分别相切；第三段圆弧为：圆心为凸轮轴2的轴心且半径为6mm的圆弧；第三段圆弧的起点为第三段圆弧与第二段圆弧的交点，且第三段圆弧的终点为与线段的交点；该线段一方面与第三段圆弧相交，一方面与第一段圆弧相切，一方面与凸轮轴2的内圆周的一条切线平行，且该线段与该切线的距离为1.07mm。

图3中的第一凸轮和图4中的第二凸轮的初始位置如图5所示。由图3-图5可知，在步进电机15启动时，由于第一凸轮和第二凸轮的初始位置设计以及第一凸轮和第二凸轮的曲率设计，可以使夹料模块和加热模块的升降时间以及运动速率不相同，从而可以较好的满足实际生产对夹料模块和加热模块的运动位置需求，并降低了对夹料模块和加热模块运动的控制难度。

本实施例中的第一运动模块主要包括：第一滚轮轴承12(也可以称为夹料模块滚轮轴承)以及第一导轨副(如交叉滚子导轨副)。第一导轨副主要包括：导轨4和滑动件(如滑块，图中未示出)。第一导轨副的导轨4可以固定设置于底座支撑件16上，而第一导轨副的滑动件可以与夹料模块的底座3固定连接。第一滚轮轴承12的滚动面与第一凸轮线接触，且第一滚轮轴承还与第一导轨副的滑动件连接，从而步进电机15在带动凸轮轴2旋转时，第一凸轮绕其轴线的旋转会带动第一滚轮轴承12的位置发生变化(如上下位置发生变化)，进而使第一滚轮轴承12带动与其连接的第一导轨副的滑动件沿第一导轨副的导轨4进行运动，如第一导轨副的滑动件沿第一导轨副的导轨4做上下升降运动，最终使夹料模块在第一导轨副的滑动件的作用下沿第一导轨副的导轨4运动，如夹料模块做上下升降运动。

本实施例中的夹料模块除了包括夹料模块的底座3之外，还可以包括用于构成平台的其他部件，如夹料模块的左结构件以及夹料模块的右结构件等。夹料模块形成的平台可以用于放置平板式液晶屏等产品。夹料模块的所形成的平台大小形状等可以根据实际产品需求设计。

本实施例中的第二运动模块主要包括：第二滚轮轴承5(也可以称为加热模块滚轮轴承)以及第二导轨副(如交叉滚子导轨副)等，其中的第二导轨副可以包括：左导轨副(如交叉滚子导轨副)和右导轨副(如交叉滚子导轨副)，且左导轨副包括：导轨10和滑动件(图中未示出)，右导轨副包括：导轨(图中未示出)和滑动件7。

在第二导轨副包括左导轨副以及右导轨副的情况下，本实施例中的第二运动模块还可以包括：左结构件9、右结构件6以及升降结构件11，且左结构件9和右结构件6均固定设置于底座支撑件16上，而升降结构件11设置于左结构件9和右结构件6之间，例如升降结构件11设置于左结构件9以及右结构件6之间正中间的位置，从而使升降结构件11成为中心结构件。左导轨副的导轨10可以设置于左结构件9上，右导轨副的导轨可以设置于右结构件6上。左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件7均与升降结构件固定连接，且左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件7还与加热模块固定连接，如与加热模块中的加热板8分别连接。

第二滚轮轴承5的滚动面与第二凸轮线接触，且第二滚轮轴承5还与升降结构件11连接，从而步进电机15在带动凸轮轴2旋转时，第二凸轮绕其轴线的旋转会带动第二滚轮轴承5的位置发生变化(如第二滚轮轴承5上下位置发生变化)，进而使第二滚轮轴承5会带动与其连接的升降结构件11进行运动，升降结构件11的运动同时带动左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件7分别沿左导轨副的导轨10和右导轨副的导轨进行运动，如左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件7分别沿左导轨副的导轨10和右导轨副的导轨做上下升降运动，最终使加热模块在左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件7的作用下分别沿左导轨副的导轨10和右导轨副的导轨进行运动，如加热模块做上下升降运动。

在上述描述中，第二凸轮通常为一个凸轮或者一段连续凸轮。本实施例中的第二凸轮也可以为两个凸轮，且这两个凸轮的外部轮廓以及初始位置均完全相同，此时，第二滚轮轴承5可以为两个滚轮轴承，其中一个滚轮轴承与第二凸轮中的一个凸轮线接触且通过一结构件与左导轨副的滑动件连接，另一个轮轴承与第二凸轮中的另一个凸轮线接触且通过另一结构件与右导轨副的滑动件连接。在该情况下，步进电机15带动第二凸轮的旋转同样会使加热模块做上下升降运动。

本实施例中的加热模块包括加热板8之外，还可以包括用于构成平台的其他部件。加热模块与第二导轨副的滑动件连接，如加热模块的加热板8与左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件7分别连接，从而加热模块可以在第二导轨副的滑动件的作用下沿第二导轨副的导轨运动。加热模块形成的平台可以用于对放置于夹料模块上的平板式液晶屏等产品进行加热。加热模块的所形成的平台大小形状等可以根据实际产品需求设计。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而，上述描述并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明的技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种半导体封装焊线设备，其特征在于，包括：驱动模块、第一运动模块、夹料模块、第二运动模块以及加热模块；

所述驱动模块包括：电机以及凸轮轴，所述凸轮轴上设置有第一凸轮和第二凸轮，且所述凸轮轴在与其连接的电机的驱动下旋转；

所述第一运动模块包括：第一滚轮轴承以及第一导轨副，所述第一滚轮轴承的滚动面与第一凸轮线接触，第一滚轮轴承还与第一导轨副的滑动件连接，所述第一滚轮轴承在第一凸轮的作用下带动第一导轨副的滑动件沿第一导轨副的导轨运动；

第一凸轮由三段圆弧和两条线段组成，第一段圆弧为：圆心为凸轮轴的轴心且半径为4.68mm的圆弧，该圆弧的度数为90度；第二段圆弧位于第一段圆弧的左侧，第二段圆弧的圆心的位置为：凸轮轴的水平方向的直径与凸轮轴的内圆周的交汇处，且第二段圆弧的半径为4mm；第一条线段与第一段圆弧和第二段圆弧分别相切；第三段圆弧为：圆心为凸轮轴的轴心且直径为16mm的圆弧；第三段圆弧的起点为第三段圆弧与第二段圆弧的交点，且第三段圆弧的终点为平行于凸轮轴的竖直方向的直径且与该直径相距6.6mm的直线与第三段圆弧的交点；第二条线段与第一段圆弧相切，并与第三段圆弧相交；

所述夹料模块与第一导轨副的滑动件连接，且在第一导轨副的滑动件的作用下沿第一导轨副的导轨运动；

所述第二运动模块包括：第二滚轮轴承以及第二导轨副，所述第二滚轮轴承的滚动面与第二凸轮线接触，第二滚轮轴承还与第二导轨副的滑动件连接，所述第二滚轮轴承在第二凸轮的作用下带动第二导轨副的滑动件沿第二导轨副的导轨运动；

第二凸轮由三段圆弧和一条线段组成，第一段圆弧为：圆心在凸轮轴的竖直方向的直径的延长线且距离凸轮轴的圆心8mm的位置处且半径为3mm的圆弧；第二段圆弧位于第一段圆弧的右侧，第二段圆弧的圆心的位置为：在凸轮轴的竖直方向的直径上且距离凸轮轴的圆心2.5mm的位置处，且第二段圆弧的半径为8.5mm，第二段圆弧的上侧与第一段圆弧的右侧相交，第二段圆弧的下侧与第三段圆弧的右侧相交；第三段圆弧为：圆心为凸轮轴的轴心且半径为6mm的圆弧；第三段圆弧的起点为第三段圆弧与第二段圆弧的交点，且第三段圆弧的终点为与线段的交点；该线段一方面与第三段圆弧相交，一方面与第一段圆弧相切，一方面与凸轮轴的内圆周的一条切线平行，且该线段与该切线的距离为1.07mm；

所述加热模块与第二导轨副的滑动件连接，且在第二导轨副的滑动件的作用下沿第二导轨副的导轨运动。

2.如权利要求1所述的半导体封装焊线设备，其特征在于，所述驱动模块还包括：底座，且所述底座包括：底板和底座支撑件，底座支撑件固定设置于底板上，且电机与底板和底座支撑件分别固定连接。

3.如权利要求2所述的半导体封装焊线设备，其特征在于，所述第一导轨副的导轨固定设置于底座支撑件上，且第一导轨副的滑动件与夹料模块的底座固定连接，夹料模块在第一导轨副的滑动件的作用下沿第一导轨副的导轨做升降运动。

4.如权利要求2所述的半导体封装焊线设备，其特征在于，所述第二运动模块还包括：左结构件和右结构件，所述左结构件和右结构件均固定设置于底座支撑件上，且第二导轨副包括：左导轨副和右导轨副，左导轨副的导轨设置于左结构件上，右导轨副的导轨设置于右结构件上。

5.如权利要求4所述的半导体封装焊线设备，其特征在于，所述第二运动模块还包括：升降结构件；

所述升降结构件位于左结构件和右结构件之间，左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件分别与升降结构件连接，左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件分别通过升降结构件与第二滚轮轴承连接；

所述加热模块与左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件分别连接，且加热模块在左导轨副的滑动件和右导轨副的滑动件的作用下沿左导轨副的导轨和右导轨副的导轨做升降运动。

6.如权利要求2所述的半导体封装焊线设备，其特征在于，所述电机通过扇形轴套与凸轮轴连接，且所述底板上的与所述扇形轴套对应的位置处固定设置有角度传感器，所述角度传感器采集的电机主轴的转动角度信号用于对夹料模块和加热模块的位置进行控制。

7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的半导体封装焊线设备，其特征在于，所述第一导轨副为交叉滚子导轨副。

8.如权利要求1至6中任一权利要求所述的半导体封装焊线设备，其特征在于，所述第二导轨副为交叉滚子导轨副。