CN108417514A - 焊头机构及led固晶机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊头机构，包括驱动装置、偶数个取晶固晶臂及偶数个取晶固晶吸嘴组件，每一取晶固晶吸嘴组件通过一所述取晶固晶臂与所述驱动装置连接，每一所述取晶固晶吸嘴组件与所述驱动装置的距离相等，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角相等；藉由所述驱动装置每一次驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角，使每一所述取晶固晶吸嘴组件依次到达取晶位完成取晶操作后，并在所述驱动装置的驱动下依次到达固晶位以完成固晶操作，所述取晶位和固晶位分别设于所述驱动装置的相对两侧，且所述取晶位和固晶位设于到达所述取晶位和固晶位的取晶固晶吸嘴组件的正上方或正下方以实现取晶固晶吸嘴组件的垂直取晶/固晶操作。
Description
技术领域
本发明涉及固晶机领域，尤其涉及一种固晶机焊头机构及LED固晶机。
背景技术
在半导体器件如IC和LED等的封装过程中，固晶是极其重要的环节。固晶的过程是：首先由点胶机构(也称点胶模块)在基板的固晶工位上点胶，而后由固晶机构(也称固晶邦头)将半导体晶粒从晶圆上取出，进而转移到已点好胶的固晶工位上。在相同固晶良品率(质量)条件下，固晶机的固晶效率是评价固晶机性能的重要指标。
与传统的机械设备相比，LED固晶机的特点是高精度和高速度。一台精密的固晶机封装设备通常需要同时具有机械、电气电子、机器视觉等方面的技术。
其中，焊头机构是LED固晶机最关键的部件，它的性能将直接决定固晶的质量和效率。焊头机构的摆臂类似于悬臂梁的柔性机构，高速启停时会有残余震动，从而影响其定位精度和定位速度，所以摆臂在快速定位时，会等待一段时间，等残余震动在合理范围内再工作。在拾取晶片时，过大的振幅会压坏晶片，并且在晶片上留下了压痕，导致发光质量没有保障。残余震动也会影响真空吸嘴成功吸取晶片的概率，这将导致需要重新返回吸取晶片，降低效率。在固晶时，晶片需要垂直放置，银浆高度不能超过晶片的1/3，如果存在残余震动，将影响到固晶质量。增加摆臂的等待时间会减少残余震动，但影响固晶的速度，增加电机的转速会减少焊头机构的运行时间，但又会增加摆臂的残余震动。因此，设计一种合理的焊头机构对固晶机极为重要。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种固晶机焊头机构及LED固晶机，能有效提高取晶和固晶的效率和精度，从而提高LED固晶的品质。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种焊头机构，适用于LED固晶机，其特征在于，所述焊头机构包括驱动装置、偶数个取晶固晶臂以及偶数个取晶固晶吸嘴组件，每一所述取晶固晶吸嘴组件通过一所述取晶固晶臂与所述驱动装置连接，每一所述取晶固晶吸嘴组件与所述驱动装置的距离相等，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角相等；
藉由所述驱动装置每一次驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角，使每一所述取晶固晶吸嘴组件依次到达取晶位完成取晶操作后，并在所述驱动装置的驱动下依次到达固晶位以完成固晶操作，所述取晶位和固晶位分别设于所述驱动装置的相对两侧，且所述取晶位和固晶位设于到达所述取晶位和固晶位的取晶固晶吸嘴组件的正上方或正下方以实现取晶固晶吸嘴组件的垂直取晶/固晶操作。
作为上述方案的改进，所述取晶固晶吸嘴组件和取晶固晶臂的数量分别为四个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为90°。
作为上述方案的改进，所述取晶固晶吸嘴组件和取晶固晶臂的数量分别为六个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为60°。
作为上述方案的改进，所述取晶固晶吸嘴组件和取晶固晶臂的数量分别为八个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为45°。
作为上述方案的改进，所述取晶固晶吸嘴组件和取晶固晶臂的数量分别为十个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为36°。
作为上述方案的改进，所述驱动装置为驱动电机。
作为上述方案的改进，所述取晶固晶臂由轻质材料整体制作而成，所述取晶固晶吸嘴组件包括有吸嘴座、滑动安装在所述吸嘴座上且能够相对所述取晶固晶臂作垂直上下运动的吸嘴套筒、套装在吸嘴套筒内且能够随所述吸嘴套筒一起运动的吸嘴、以及套在所述吸嘴套筒上且在所述吸嘴套筒运动时弹性伸缩的弹性件。
本发明实施例还提供了一种LED固晶机，包括如上所述的焊头机构和点胶机构，所述点胶机构包括控制装置和受所述控制装置控制的点胶臂；
通过所述控制装置控制所述点胶臂，使所述点胶臂的取胶操作与所述焊头机构的取晶操作、固晶操作三个操作同步进行，并使所述点胶臂在所述焊头机构驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角期间完成点胶操作并返回取胶位。
作为上述方案的改进，所述控制装置为控制电机；所述点胶机构采用九点方形点胶头。
作为上述方案的改进，所述点胶臂从取胶位到点胶位完成点胶操作后返回取胶位的时间等于所述焊头机构驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角的时间。
与现有技术相比，本发明公开的，能有效提高取晶和固晶的效率和精度，从而提高LED固晶的品质。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种固晶机焊头机构及LED固晶机，采用包括驱动装置、偶数个取晶固晶臂以及偶数个取晶固晶吸嘴组件的焊头机构，每一所述取晶固晶吸嘴组件通过一所述取晶固晶臂与所述驱动装置连接，每一所述取晶固晶吸嘴组件与所述驱动装置的距离相等，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角相等；藉由所述驱动装置每一次驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角，使每一所述取晶固晶吸嘴组件依次到达取晶位完成取晶操作后，并在所述驱动装置的驱动下依次到达固晶位以完成固晶操作，所述取晶位和固晶位分别设于所述驱动装置的相对两侧，且所述取晶位和固晶位设于到达所述取晶位和固晶位的取晶固晶吸嘴组件的正上方或正下方以实现取晶固晶吸嘴组件的垂直取晶/固晶操作，从而保证取晶/固晶能够同时快速进行。并同时通过点胶机构控制所述点胶臂，使所述点胶臂的取胶操作与所述焊头机构的取晶操作、固晶操作三个操作同步进行，并使所述点胶臂在所述焊头机构驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角期间完成点胶操作并返回取胶位，从而能够能有效提高取晶和固晶的效率和精度，从而提高LED固晶的品质。
附图说明
图1是本发明实施例中一种LED固晶机的结构框图。
图2是本发明实施例中一种LED固晶机的结构示意图，包括本发明实施例提供的焊头机构和点胶机构。
图3是本发明实施例中一种焊头机构的取晶固晶臂和取晶固晶吸嘴组件的连接示意图。
图4是本发明实施例中一种焊头机构的取晶固晶吸嘴组件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例1提供的一种LED固晶机的结构框图。在本实施例中，LED固晶机包括机架及底座、XY工作台、焊头机构、点胶机构、上下料机构、送料机构、晶圆供送机构、顶针机构、机器视觉机构、光学照明机构以及运动控制系统等。其中，本实施例提供的LED固晶机的改进结构在于焊头机构和点胶机构，下面会详细描述这两个机构的结构，其他结构或部件为本领域技术人员所熟知，在此省略描述。
如图2所示，本发明实施例提供的一种焊头机构，适用于LED固晶机，其中，所述焊头机构包括驱动装置101、偶数个取晶固晶臂102以及偶数个取晶固晶吸嘴组件103，每一所述取晶固晶吸嘴组件103通过一所述取晶固晶臂102与所述驱动装置101连接，每一所述取晶固晶吸嘴组件103与所述驱动装置101的距离相等，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂102的夹角相等。其中所述驱动装置101采用驱动电机，具体可采用DDR直流驱动电机。
在实施时，藉由所述驱动装置101每一次驱动每一所述取晶固晶臂102带动取晶固晶吸嘴组件103转动所述夹角，使每一所述取晶固晶吸嘴组件103依次到达取晶位300完成取晶操作后，并在所述驱动装置101的驱动下依次到达固晶位400以完成固晶操作。其中所述取晶位300和固晶位400分别设于所述驱动装置的相对两侧，且所述取晶位300和固晶位400设于到达所述取晶位300和固晶位400的取晶固晶吸嘴组件103的正上方或正下方以实现取晶固晶吸嘴组件103的垂直取晶/固晶操作。
在一个优选的实施例中，所述取晶固晶吸嘴组件103和取晶固晶臂102的数量分别为四个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为90°。
在一个优选的实施例中，所述取晶固晶吸嘴组件103和取晶固晶臂102的数量分别为六个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为60°。
在一个优选的实施例中，所述取晶固晶吸嘴组件103和取晶固晶臂102的数量分别为八个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为45°。
在一个优选的实施例中，所述取晶固晶吸嘴组件103和取晶固晶臂102的数量分别为十个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为36°。
本发明实施例提供的焊头机构的取晶固晶臂102和取晶固晶吸嘴组件103是用于LED固晶机中吸取晶片、搬运晶片以及固定晶片的执行机构，每一所述取晶固晶臂102在驱动装置101的驱动下，带动取晶固晶吸嘴组件103从取晶位300吸取晶片，旋转一定角度后将晶片搬运到固晶位400，放置于LED支架指定位置。下面结合图3和图4，对本实施例的取晶固晶臂102和取晶固晶吸嘴组件103的结构进行详细描述。
如图3所示，所述取晶固晶臂102由轻质材料(如碳纤维)整体制作而成(一体而成)，并在前端设有安装孔。所述取晶固晶吸嘴组件103垂直安装于所述取晶固晶臂102的安装孔中。具体的，所述取晶固晶臂102的前端开设有与所述安装孔11相通的缺口12，并在前端开设有贯穿其两相对侧面的通孔13，在取晶固晶吸嘴组件103安装在所述安装孔内时，固定螺钉3穿过所述通孔13并锁入固定螺母4而使所述缺口12变小，从而将所述取晶固晶吸嘴组件103锁紧在所述吸晶摆臂1的安装孔中。
参考图4，所述取晶固晶吸嘴组件103包括有气接头21、吸嘴套筒22、压紧螺母23、弹性件24、吸嘴座26以及吸嘴27。所述吸嘴27套装在所述吸嘴套筒22内。所述吸嘴套筒22滑动安装于所述吸嘴座26内，且不能相对所述吸嘴座26转动。弹性件24以及压紧螺母23套在所述吸嘴套筒22的外周，且所述弹性件24的一端抵靠在所述吸嘴套筒22上，另一端抵靠在所述压紧螺母23上。所述吸嘴套筒22顶端连接所述气接头21，所述气接头21与所述吸嘴27导通，通过负压缩空气能够使所述吸嘴27吸附晶片。所述吸嘴套筒22在弹性件24的作用下可灵活伸缩，并带动所述吸嘴27作垂直上下滑动且不能相对所述取晶固晶臂102旋转。
所述弹性件24为压缩弹簧，所述压缩弹簧在所述吸嘴套筒22运动时弹性伸缩。本领域的技术人员可以根据本发明的原理采用可以实现相似功能的其它弹性件。
本实施例提供的焊头机构的每个焊头模块通过利用利用整体式零件的取晶固晶臂102保证结构的钢性，使之运动时能够准确、平稳动作，消除机械抖动而带来的晶片损伤，并且由取晶固晶吸嘴组件103来保证吸晶工作时吸嘴27始终竖直且灵活伸缩、接触晶片时受力均衡，避免由于吸嘴旋转而使晶片方向不准确，而且能够最大限度避免压伤、压碎晶片，提高产品品质；同时对吸嘴和顶针的磨损减到最小，节约耗材而降低生产成本。
返回参考图2，本实施例的点胶机构包括控制装置(图未示)和受所述控制装置控制的点胶臂201。本实施例的点胶机构通过所述控制装置控制所述点胶臂201，使所述点胶臂201的取胶操作与上述焊头机构的取晶操作、固晶操作三个操作同步进行，并使所述点胶臂在所述焊头机构驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角期间完成点胶操作并返回取胶位。
其中，所述点胶机构采用方形9点点胶头，点胶头形状与芯片形状更为接近，对银胶胶量的把控恒伟精准，并且芯片四周无残胶，避免了银胶的浪费，提升了产品的光效。
下面以取晶固晶吸嘴组件103和取晶固晶臂102的数量分别为八个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为45°为例，详细说明本发明实施例提供的LED固晶机的工作过程及原理。
如图2所示，本实施例提供的LED固晶机的焊头机构包括8个焊头模块，每个焊头模块包括一个取晶固晶吸嘴组件103和取晶固晶臂102，每个取晶固晶吸嘴组件103通过取晶固晶臂102连接至驱动装置101，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为45°。本实施例包含8个工位①②③④⑤⑥⑦⑧，其中工位①为固晶位，工位⑤为取晶位。本实施例包含8个取晶固晶吸嘴组件103，对应包含吸嘴A,B,G,D,E,F,G,H。具体工作过程如下：
假设图中时刻，吸嘴A,E和点胶臂201正在同时进行固晶、取晶和取胶的操作，完成这一步工位后，驱动装置101(DDR直驱电机)旋转45°，驱动DDR直驱电机连接座带动焊头模块顺时针(或逆时针)旋转，使吸嘴A到达②、吸嘴B到达③、吸嘴C到达④、吸嘴D到达取晶位⑤、吸嘴E到达⑥、吸嘴F达到⑦、吸嘴G到达⑧、吸嘴H达到固晶位①，在吸嘴A,B,G,D,E,F,G,H离开起始旋转位置但还没有达到下一个目标位置前，点胶臂201将在初始状态点取的银浆或胶水迅速点到固晶位置的LED支架上，在吸嘴A,B,C,D,E,F,G,H到达目标旋转位置之前迅速朝银浆盘方向移开，以避免跟吸嘴发生碰撞，在吸嘴H到达固晶位①，吸嘴D到达取晶位⑤时，点胶臂也运动到了银浆盘上方，然后点胶臂取胶，吸嘴H固晶，吸嘴D取晶，三步同时进行，完成这一步工位并复位后，DDR直驱电机又开始旋转45°，驱动DDR直驱电机连接座带动焊头模块顺时针旋转，接下来的工作又重复了上一个工位的动作，直到吸嘴A回到①处，一个工作循环完成，在这一个工作循环过程中，完成8次取胶、点胶、取晶、固晶操作，DDR直驱电机只旋转了360°。完成一个工作循环后，接着开始新的工作循环，如此往复下去。
综上，本发明实施例提供了一种固晶机焊头机构及LED固晶机，采用包括驱动装置、偶数个取晶固晶臂以及偶数个取晶固晶吸嘴组件的焊头机构，每一所述取晶固晶吸嘴组件通过一所述取晶固晶臂与所述驱动装置连接，每一所述取晶固晶吸嘴组件与所述驱动装置的距离相等，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角相等；藉由所述驱动装置每一次驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角，使每一所述取晶固晶吸嘴组件依次到达取晶位完成取晶操作后，并在所述驱动装置的驱动下依次到达固晶位以完成固晶操作，所述取晶位和固晶位分别设于所述驱动装置的相对两侧，且所述取晶位和固晶位设于到达所述取晶位和固晶位的取晶固晶吸嘴组件的正上方或正下方以实现取晶固晶吸嘴组件的垂直取晶/固晶操作，从而保证取晶/固晶能够同时快速进行。并同时通过点胶机构控制所述点胶臂，使所述点胶臂的取胶操作与所述焊头机构的取晶操作、固晶操作三个操作同步进行，并使所述点胶臂在所述焊头机构驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角期间完成点胶操作并返回取胶位，从而能够能有效提高取晶和固晶的效率和精度，从而提高LED固晶的品质。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种焊头机构，适用于LED固晶机，其特征在于，所述焊头机构包括驱动装置、偶数个取晶固晶臂以及偶数个取晶固晶吸嘴组件，每一所述取晶固晶吸嘴组件通过一所述取晶固晶臂与所述驱动装置连接，每一所述取晶固晶吸嘴组件与所述驱动装置的距离相等，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角相等；
藉由所述驱动装置每一次驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角，使每一所述取晶固晶吸嘴组件依次到达取晶位完成取晶操作后，并在所述驱动装置的驱动下依次到达固晶位以完成固晶操作，所述取晶位和固晶位分别设于所述驱动装置的相对两侧，且所述取晶位和固晶位设于到达所述取晶位和固晶位的取晶固晶吸嘴组件的正上方或正下方以实现取晶固晶吸嘴组件的垂直取晶/固晶操作。
2.如权利要求1所述的焊头机构，其特征在于，所述取晶固晶吸嘴组件和取晶固晶臂的数量分别为四个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为90°。
3.如权利要求1所述的焊头机构，其特征在于，所述取晶固晶吸嘴组件和取晶固晶臂的数量分别为六个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为60°。
4.如权利要求1所述的焊头机构，其特征在于，所述取晶固晶吸嘴组件和取晶固晶臂的数量分别为八个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为45°。
5.如权利要求1所述的焊头机构，其特征在于，所述取晶固晶吸嘴组件和取晶固晶臂的数量分别为十个，且任意相邻的两个所述取晶固晶臂的夹角为36°。
6.如权利要求1所述的焊头机构，其特征在于，所述驱动装置为驱动电机。
7.如权利要求1所述的焊头机构，其特征在于，所述取晶固晶臂由轻质材料整体制作而成，所述取晶固晶吸嘴组件包括有吸嘴座、滑动安装在所述吸嘴座上且能够相对所述取晶固晶臂作垂直上下运动的吸嘴套筒、套装在吸嘴套筒内且能够随所述吸嘴套筒一起运动的吸嘴、以及套在所述吸嘴套筒上且在所述吸嘴套筒运动时弹性伸缩的弹性件。
8.一种LED固晶机，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的焊头机构和点胶机构，所述点胶机构包括控制装置和受所述控制装置控制的点胶臂；
通过所述控制装置控制所述点胶臂，使所述点胶臂的取胶操作与所述焊头机构的取晶操作、固晶操作三个操作同步进行，并使所述点胶臂在所述焊头机构驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角期间完成点胶操作并返回取胶位。
9.如权利要求8所述的LED固晶机，其特征在于，所述控制装置为控制电机；所述点胶机构采用九点方形点胶头。
10.如权利要求8所述的LED固晶机，其特征在于，所述点胶臂从取胶位到点胶位完成点胶操作后返回取胶位的时间等于所述焊头机构驱动每一所述取晶固晶臂带动取晶固晶吸嘴组件转动所述夹角的时间。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114141670A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-03-04 | 深圳市卓兴半导体科技有限公司 | 一种固晶机 |
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