CN107123616A - Eml设备上实现位置和角度定位的装置 - Google Patents

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代克明
曾林波
肖华平
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment

Abstract

本发明公开了一种EML设备上实现位置和角度定位的装置，包括底座以及设置在底座上用于放置垫片的凸台，所述凸台上表面设置有用于吸住垫片的凸台孔，所述凸台孔连通一负压接口，所述凸台周边设置有第一气缸、第二气缸和第三气缸，所述第一气缸的活塞上固定有与凸台上表面在同一平面的前夹，所述第二气缸的活塞上固定有能与前夹相向运动的后夹，所述第三气缸的活塞上固定有指向前夹与后夹间隙的推料夹，所述前夹、后夹和推料夹的端口都为平条形。本发明具有能通过三面开合模式，将微小零件物料准确、高效、经济地在一个平面内固定为统一方向的优点。

Description

EML设备上实现位置和角度定位的装置
技术领域
本发明涉及电子加工领域，尤其是涉及一种能通过三面开合模式，将微小零件物料准确、高效、经济地在一个平面内固定为统一方向的EML设备上实现位置和角度定位的装置。
背景技术
在光通信领域中，电吸收调制激光器(Electlro-absorptionModulatedLaser，EML)，具有驱动电压低、功耗低、调制带宽高、体积小，结构紧凑等优点，比传统DFB激光器更适合于高速率、长距离的传输。自动共晶焊工序是EML器件灌装中关键的工艺，共晶焊一共有3个零件，分别为管座、垫片和芯片(尺寸长*宽*高为1.5*1.0*0.6mm)，先将垫片通过共晶的方法焊接在底座上，然后再将芯片通过共晶的方法焊接在垫片，垫片焊接在管座上的相对焊接参考面位置要求为：X/Y方向偏差+/-15um,旋转角度位+/-1.5°。国外多数厂家技术采用CCD视觉方式对垫片进行X/Y位置和R角度进行捕捉，然后将数据传递给X/Y/R机械手进行位置和角度纠正，采用LED正光源照明方式，这种方法成本比较高，并且由于采用正光源照明方式，当垫片的表面粗糙，或有上工序垫片检测时探针的留痕，及垫片本身边缘轮廓不清时，CCD会将良品判断成不良，或者在机器的震动下捕捉到的轮廓边缘位置不准，出现X/Y位置纠正偏差，导致焊接位置不良，生产线上统计不良率在1％左右；同时它维护复杂，CCD视觉需要专们的技术人员进行维护处理，普通技术工人难以掌握处理，增加了产品单位成本，降低了企业竞争力。
发明内容
本发明目的在于提供一种能通过三面开合模式，将微小零件物料准确、高效、经济地在一个平面内固定为统一方向的EML设备上实现位置和角度定位的装置。
本发明通过以下技术措施实现的，一种EML设备上实现位置和角度定位的装置，包括底座以及设置在底座上用于放置垫片的凸台，所述凸台上表面设置有用于吸住垫片的凸台孔，所述凸台孔连通一负压接口，所述凸台周边设置有第一气缸、第二气缸和第三气缸，所述第一气缸的活塞上固定有与凸台上表面在同一平面的前夹，所述第二气缸的活塞上固定有能与前夹相向运动的后夹，所述第三气缸的活塞上固定有指向前夹与后夹间隙的推料夹，所述前夹、后夹和推料夹的端口都为平条形；运动过程为：首先所述第一气缸的带动前夹水平推动垫片向前移动预定位置后，所述第二气缸的再带动后夹推动垫片反向移动预定位置后，最后所述第三气缸带动推料夹在前夹与后夹的间隙间推动垫片平移到位，所述推料夹的推力大于前夹的推力大于后夹的推力大于凸台孔的吸力。
作为一种优选方式，所述凸台孔通过负压电磁阀连通一连接真空泵的负压接口，所述第一气缸上设置有前夹气缸电磁阀，所述第二气缸上设置有后夹气缸电磁阀，所述第三气缸上设置有推料夹气缸电磁阀，所述负压电磁阀、前夹气缸电磁阀、后夹气缸电磁阀和推料夹气缸电磁阀电性连接在上位机上。
作为一种优选方式，所述第一气缸上设置有前夹气缸减压阀，所述第二气缸上设置有后夹气缸减压阀，所述第三气缸上设置有推料夹气缸减压阀。
作为一种优选方式，所述负压接口上还设置有气压传感器。
作为一种优选方式，所述底座内还设置有调节第一气缸、第二气缸和第三气缸位置的微分调节头。
本发明通过机械机构的三面自动开合模式，将微小零件物料在一个平面内固定为统一的方向。工作时，首先，机械手将物料垫片放置在凸台上，负压接口打开，凸台孔通过负压接口将物料垫片吸住，然后，驱动第一气缸的活塞伸出，带动前夹伸出，推动垫片往负方向移动，前夹伸出到位后，初步对垫片Y方向进行定位，接着，再驱动第二气缸伸出，带动后夹伸出，推动垫片往Y正方向移动，后夹到位后，垫片Y方向和R方向被限制住，最后，驱动第三气缸进行左移，带动推料夹左移，从而挤着垫片向X正反向移动，推料夹到位，垫片X方向也被定位位，从而确保垫片的X/Y/R方向在凸台平台被定位好，各夹子的受力必须保证：F推料夹>F前夹>F后夹，还应都大于凸台孔的吸力，从而能整个过程是省时、省力、效率高；产品自身导致不良率为低、成本低、兼容性好、操作性好、通用性好，本发明还可广泛应用于其它电子、仪器、半导体、医疗、航空等微小零件的高精度定位。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为图1的A局部放大图。
图3为本发明实施例的主视图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
一种EML设备上实现位置和角度定位的装置，参考图1至图3，包括底座7以及设置在底座7上用于放置垫片的凸台11，底座7上设置有用于操作设备的控制台12，所述凸台11上表面设置有用于吸住垫片的凸台孔，所述凸台孔连通一负压接口，所述凸台11周边设置有第一气缸1、第二气缸6和第三气缸4，所述第一气缸1的活塞上固定有与凸台11上表面在同一平面的前夹2，所述第二气缸6的活塞上固定有能与前夹2相向运动的后夹5，所述第三气缸4的活塞上固定有指向前夹2与后夹5间隙的推料夹3，所述前夹2、后夹5和推料夹3的端口都为平条形；运动过程为：首先所述第一气缸1的带动前夹2水平推动垫片向前移动预定位置后，所述第二气缸6的再带动后夹5推动垫片反向移动预定位置后，最后所述第三气缸4带动推料夹3在前夹2与后夹5的间隙间推动垫片平移到位，所述推料夹3的推力大于前夹2的推力大于后夹5的推力大于凸台孔的吸力。
本装置通过机械机构的三面自动开合模式，将微小零件物料在一个平面内固定为统一的方向(包括位置X/Y和角度R)。工作时，首先，机械手将物料垫片放置在凸台11上，负压接口打开(受上位机PLC或PC控制)，凸台孔通过负压接口将物料垫片吸住，然后，上位机(PLC或PC)驱动前夹电磁阀进行换向，从而促使第一气缸1的活塞伸出，带动前夹2伸出，推动垫片往Y负方向移动，前夹2伸出到位后，初步对垫片Y方向进行定位，接着，上位机(PLC或PC)再驱动后夹子电磁阀进行换向，促使第二气缸6伸出，带动后夹5伸出，推动垫片往Y正方向移动，后夹5到位后，垫片Y方向和R方向被限制住，最后，上位机(PLC或PC)驱动推料气缸电磁阀进行换向，促使第三气缸4进行左移，带动推料夹3左移，从而挤着垫片向X正反向移动，推料夹3到位，垫片X方向也被定位位，从而确保垫片的X/Y/R方向在凸台平台被定位好，在本实施例中，各夹子的受力分析为：
F推料夹输出力＝P(气缸活塞压力)*S(气缸缸径面积)
其中P＝0.1MPA，R＝10MM
计算：0.1MPA*3.14*R*R＝30N
F前夹输出力＝P(气缸活塞压力)*S(气缸缸径面积)
其中P＝0.1MPA，R＝8MM
计算：0.1MPA*3.14*R*R＝20N
F后夹输出力＝P(气缸活塞压力)*S(气缸缸径面积)
其中P＝0.1MPA，R＝5MM
计算：0.1MPA*3.14*R*R＝8N
保证：F推料夹>F前夹>F后夹，还应都大于凸台孔的吸力，从而能
整个过程是省时、省力、效率高；产品自身导致不良率为0，而传统的CCD视觉纠偏方式不良率为1％；年节省成本350万，按照市场单个价格15元/个，月产出2000K，年节省不良率成本350万(2000000*1％*15*12＝350万)；成本低，本装置纠偏成本只有CCD视觉的成本1/10；换线效率高，时间控制在5分钟内，将夹子和凸台更换，然后再试做几个产片，微调位置数据即可；兼容性好，更换夹子和凸台，可以兼容不同尺寸的垫片零件；操作性好，结构简单，使用，普通工人培训1天即可掌握操作调节要领，无需配置专业人员调试；通用性好，本装置还可广泛应用于其它电子、仪器、半导体、医疗、航空等微小零件的高精度定位。
本发明的EML设备上实现位置和角度定位的装置，参考图1至图3，在前面技术方案的基础上具体是，凸台孔通过负压电磁阀连通一连接真空泵的负压接口，所述第一气缸1上设置有前夹气缸电磁阀，所述第二气缸6上设置有后夹气缸电磁阀，所述第三气缸4上设置有推料夹气缸电磁阀，所述负压电磁阀、前夹气缸电磁阀、后夹气缸电磁阀和推料夹气缸电磁阀电性连接在上位机上。利用负压电磁阀控制凸台11负压的通断，利用气缸电磁阀进行气缸工作的换向。
本发明的EML设备上实现位置和角度定位的装置，参考图1至图3，在前面技术方案的基础上具体是，第一气缸1上设置有前夹气缸减压阀，所述第二气缸6上设置有后夹气缸减压阀，所述第三气缸4上设置有推料夹气缸减压阀。利用减压阀进行压力调整。
本发明的EML设备上实现位置和角度定位的装置，参考图1至图3，在前面技术方案的基础上具体是，负压接口上还设置有气压传感器，将负压信号转换成电平信号提供给上位机控制器(PLC或PC)。
本发明的EML设备上实现位置和角度定位的装置，参考图1至图3，在前面技术方案的基础上具体是，底座7内还设置有调节第一气缸、第二气缸和第三气缸位置的微分调节头10、8、9。
以上是对本发明EML设备上实现位置和角度定位的装置进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种EML设备上实现位置和角度定位的装置，其特征在于：包括底座以及设置在底座上用于放置垫片的凸台，所述凸台上表面设置有用于吸住垫片的凸台孔，所述凸台孔连通一负压接口，所述凸台周边设置有第一气缸、第二气缸和第三气缸，所述第一气缸的活塞上固定有与凸台上表面在同一平面的前夹，所述第二气缸的活塞上固定有能与前夹相向运动的后夹，所述第三气缸的活塞上固定有指向前夹与后夹间隙的推料夹，所述前夹、后夹和推料夹的端口都为平条形；运动过程为：首先所述第一气缸的带动前夹水平推动垫片向前移动预定位置后，所述第二气缸的再带动后夹推动垫片反向移动预定位置后，最后所述第三气缸带动推料夹在前夹与后夹的间隙间推动垫片平移到位，所述推料夹的推力大于前夹的推力大于后夹的推力大于凸台孔的吸力。
2.根据权利要求1所述EML设备上实现位置和角度定位的装置，其特征在于：所述凸台孔通过负压电磁阀连通一连接真空泵的负压接口，所述第一气缸上设置有前夹气缸电磁阀，所述第二气缸上设置有后夹气缸电磁阀，所述第三气缸上设置有推料夹气缸电磁阀，所述负压电磁阀、前夹气缸电磁阀、后夹气缸电磁阀和推料夹气缸电磁阀电性连接在上位机上。
3.根据权利要求1所述EML设备上实现位置和角度定位的装置，其特征在于：所述第一气缸上设置有前夹气缸减压阀，所述第二气缸上设置有后夹气缸减压阀，所述第三气缸上设置有推料夹气缸减压阀。
4.根据权利要求1所述EML设备上实现位置和角度定位的装置，其特征在于：所述负压接口上还设置有气压传感器。
5.根据权利要求1所述EML设备上实现位置和角度定位的装置，其特征在于：所述底座内还设置有调节第一气缸、第二气缸和第三气缸位置的微分调节头。
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