CN109588039B - 一种旋转贴片头机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转贴片头机构，包括：设有多个可伸缩移动的吸嘴的旋转头；与旋转头相连的驱动电机且驱动电机能够驱动旋转头旋转；用于获取吸嘴上晶圆芯片的第一图像的第一识别相机，第一图像用于获取晶圆芯片的第一位置信息；用于获取工作台上晶圆芯片的待贴装位置的第二图像的第二识别相机，第二图像用于获取待贴装位置的第二位置信息；顶起结构，顶起结构邻近旋转头设置且顶起结构能够驱动吸嘴伸缩移动；缓冲板，缓冲板与顶起结构相连，吸嘴旋转到顶起结构相应位置时缓冲板能止抵吸嘴，顶起结构能够驱动缓冲板以驱动吸嘴伸缩移动。本发明的旋转贴片头机构，能避免顶起结构顶起吸嘴时不稳定，使得拾取与贴装运动平稳，保证拾取或贴装精度。

Description

一种旋转贴片头机构

技术领域

本发明涉及电子贴装技术领域，特别涉及一种旋转贴片头机构。

背景技术

在电子产品轻薄化的发展趋势下，表面贴装技术(Surface Mounted Technology，简称SMT)已迅速发展为当前电子产业里的主流技术和工艺。贴片机是SMT产线中最为关键的自动化设备，其贴装效率与精度直接决定了SMT产线的生产效率与精度。目前，垂直旋转式贴片头机构包括四台控制Z轴运动的小电机，一台负责贴片头旋转的直驱式旋转(DDR)电机，当贴片头到位后进行拾取、贴装，这样的贴片头机构体积较大，而且一旦发生问题，修理与更换时间长，难度大。在进行拾取或贴片时，贴片头还未完全到位电机就顶起，使得拾取与贴装运动不平稳，难以保证拾取或贴装精度，容易存在偏差，贴装效率低，不便于生产。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种旋转贴片头机构，用于解决在进行拾取或贴片时，贴片头拾取与贴装运动不平稳，拾取或贴装精度低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明实施例的旋转贴片头机构，包括：

旋转头，所述旋转头上设有多个可伸缩移动的吸嘴；

驱动电机，所述旋转头与所述驱动电机相连且所述驱动电机能够驱动所述旋转头旋转；

第一识别相机，所述第一识别相机邻近所述旋转头设置，所述第一识别相机用于获取所述吸嘴上晶圆芯片的第一图像，所述第一图像用于获取晶圆芯片的第一位置信息；第二识别相机，所述第二识别相机用于获取工作台上所述晶圆芯片的待贴装位置的第二图像，所述第二图像用于获取待贴装位置的第二位置信息；顶起结构，所述顶起结构邻近所述旋转头设置且所述顶起结构能够驱动所述吸嘴伸缩移动；

缓冲板，所述缓冲板与所述顶起结构相连，且所述吸嘴旋转到所述顶起结构相应位置时所述缓冲板能够止抵所述吸嘴，所述顶起结构能够驱动所述缓冲板以驱动所述吸嘴伸缩移动。

进一步地，所述旋转头形成为圆盘，所述吸嘴包括多个，多个所述吸嘴沿所述圆盘的周向间隔开设置，所述吸嘴沿所述圆盘的径向可伸缩移动。

进一步地，所述吸嘴包括八个，八个所述吸嘴沿所述圆盘的周向均匀间隔开设置。

进一步地，所述圆盘上与每个所述吸嘴相应的位置分别设有旋转固定件，每个所述吸嘴可伸缩移动地设在相应的所述旋转固定件上。

进一步地，所述旋转头上与每个所述吸嘴相应的位置分别设有可活动的吸嘴固定件，每个所述吸嘴与相应的所述吸嘴固定件相连，每个所述吸嘴固定件上分别设有随动器，所述吸嘴旋转到所述顶起结构相应位置时与其相应的所述随动器止抵所述缓冲板，所述顶起结构能够顶起所述缓冲板以使所述吸嘴固定件带动所述吸嘴伸缩移动。

进一步地，所述顶起结构包括第一电机和与所述第一电机相连的顶起部，所述第一电机能够驱动所述顶起部上下移动，所述吸嘴旋转到所述顶起部前与其相应的所述随动器止抵所述缓冲板，所述第一电机能够驱动所述顶起部以使所述吸嘴固定件带动所述吸嘴伸缩移动。

进一步地，所述顶起结构包括两个，两个所述顶起结构沿所述旋转头的周向对称设置。

进一步地，所述旋转贴片头机构还包括座体，所述驱动电机设在所述座体上，所述第一识别相机与所述座体相连。

进一步地，所述座体上设有支撑座，所述第一电机与所述支撑座相连。

进一步地，所述顶起结构根据所述晶圆芯片的第一位置信息和/或所述待贴装位置的第二位置信息来驱动所述吸嘴伸缩移动。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明的旋转贴片头机构，驱动电机能够驱动所述旋转头旋转，吸嘴旋转到顶起结构相应位置时缓冲板能够止抵吸嘴，顶起结构能够驱动缓冲板以驱动吸嘴伸缩移动，进而通过吸嘴拾取或贴装芯片，缓冲板具有缓冲作用，能够避免顶起结构顶起吸嘴时不稳定，使得拾取与贴装运动平稳，保证拾取或贴装精度，减小偏差，提高贴装效率，便于生产，该机构简单灵活，便于修理更换。

附图说明

图1为本发明旋转贴片头机构的一个装配示意图；

图2为本发明旋转贴片头机构的另一个装配示意图；

图3为本发明旋转贴片头机构的随动器的位置示意图；

图4为本发明旋转贴片头机构的随动器的轨迹和缓冲板的示意图。

附图标记

旋转头10；吸嘴11；旋转固定件12；吸嘴固定件13；随动器14；

驱动电机20；

第一识别相机30；

第二识别相机40；

缓冲板50；第一电机51；顶起部52；座体53；支撑座54。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的旋转贴片头机构。

如图1至图4所示，根据本发明实施例的旋转贴片头机构包括旋转头10、驱动电机20、第一识别相机30、第二识别相机40、顶起结构和缓冲板50。

具体而言，旋转头10上设有多个可伸缩移动的吸嘴11，旋转头10与驱动电机20相连且驱动电机20能够驱动旋转头10旋转，第一识别相机30邻近旋转头10设置，第一识别相机用于获取吸嘴11上晶圆芯片的第一图像，第一图像用于获取晶圆芯片的第一位置信息，第二识别相机40用于获取工作台上晶圆芯片的待贴装位置的第二图像，第二图像用于获取待贴装位置的第二位置信息，顶起结构邻近旋转头10设置且顶起结构能够驱动吸嘴11伸缩移动，缓冲板50与顶起结构相连，且吸嘴11旋转到顶起结构相应位置时缓冲板50能够止抵吸嘴11，顶起结构能够驱动缓冲板50以驱动吸嘴11伸缩移动。

也就是说，旋转贴片头机构主要由旋转头10、驱动电机20、第一识别相机30、第二识别相机40、顶起结构和缓冲板50构成，其中，旋转头10上可以设有多个吸嘴11，多个吸嘴11可以沿着旋转头10的周向间隔开设置，吸嘴11可沿其长度方向伸缩移动，便于吸嘴11拾取或贴装晶圆芯片，旋转头10与驱动电机20相连，驱动电机20可以为直驱式旋转(DDR)电机，且驱动电机20能够驱动旋转头10旋转，通过旋转头10的旋转使得每个吸嘴11能够循环的拾取或贴装晶圆芯片，提高生产效率。

第一识别相机30可以邻近旋转头10设置，第一识别相机30可以用于获取吸嘴11上晶圆芯片的第一图像，第一图像可以用于获取晶圆芯片的第一位置信息，第一位置信息可以包括晶圆芯片的位置坐标数据和芯片的角度等，第一识别相机30可以与处理器相连，可以通过处理器处理第一图像来获取晶圆芯片的第一位置信息，从而可以判断吸嘴11拾取晶圆芯片后晶圆芯片在吸嘴11上的位置是否存在偏差，如果存在偏差在晶圆芯片贴装前可以进行校准。

第二识别相机40可以包括两个，第二识别相机40可以用于获取工作台上晶圆芯片的待贴装位置的第二图像，第二识别相机40可以与处理器相连，可以通过处理器处理第二图像来获取工作台上晶圆芯片的待贴装位置，可以根据第一位置信息和第二位置信息来进行判断以将吸嘴11拾取的晶圆芯片精准地贴装在待贴装位置。顶起结构可以邻近旋转头10设置，且顶起结构能够驱动吸嘴11伸缩移动，缓冲板50与顶起结构相连，吸嘴11未达到顶起结构相应位置时顶起结构不顶起，吸嘴11旋转到顶起结构相应位置时缓冲板50能够止抵吸嘴11，顶起结构能够驱动缓冲板50以驱动吸嘴11伸缩移动，缓冲板50具有缓冲作用，保证顶起结构顶起时稳定，使得拾取与贴装运动平稳，保证拾取或贴装精度，减小偏差。

根据本发明的旋转贴片头机构，驱动电机20能够驱动旋转头10旋转，吸嘴11旋转到顶起结构相应位置时缓冲板50能够止抵吸嘴11，顶起结构能够驱动缓冲板以驱动吸嘴伸缩移动，进而通过吸嘴拾取或贴装芯片，缓冲板具有缓冲作用，能够避免顶起结构顶起吸嘴时不稳定，使得拾取与贴装运动平稳，保证拾取或贴装精度，减小偏差。

在本发明的一些实施例中，旋转头10可以形成为圆盘，圆盘可以为正八边形，旋转头10可以与驱动电机20同轴设置，圆盘的中间可以形成为中空状，吸嘴11可以包括多个，多个吸嘴11可以沿圆盘的周向间隔开设置，吸嘴11可以沿圆盘的径向可伸缩移动，圆盘旋转时吸嘴11随着圆盘旋转，从而实现吸嘴11循环拾取或贴装，提高效率。

优选地，吸嘴11可以包括八个，八个吸嘴11可以沿圆盘的周向均匀间隔开设置，使得八个吸嘴11对称均匀设置，每个吸嘴可以分别设在正八边形圆盘的对应的角部。

根据一些实施例，圆盘上与每个吸嘴11相应的位置分别设有旋转固定件12，每个吸嘴11可伸缩移动地设在相应的旋转固定件12上，也即是，每个吸嘴11对应一个旋转固定件12，便于吸嘴11的拾取或贴装。

根据另一些实施例，旋转头10上与每个吸嘴11相应的位置可以分别设有可活动的吸嘴固定件13，每个吸嘴11分别对应一个吸嘴固定件13，每个吸嘴11与相应的吸嘴固定件13相连，每个吸嘴固定件13上分别设有随动器14，每个吸嘴固定件13对应一个随动器14，吸嘴11旋转到顶起结构相应位置时与其相应的随动器14可以止抵缓冲板50，随动器14可以逐渐止抵缓冲板50，吸嘴11旋转到顶起结构相应位置时随动器14正好止抵缓冲板50，随动器14止抵缓冲板50后，顶起结构能够顶起缓冲板50，以使吸嘴固定件13带动吸嘴11伸缩移动，通过吸嘴固定件13和随动器14便于与顶起结构的配合。

具体地，顶起结构可以包括第一电机51和顶起部52，顶起部52可以与第一电机51相连，第一电机51可以为音圈电机，第一电机51能够驱动顶起部52上下移动，吸嘴11旋转到顶起部52前与其相应的随动器14止抵缓冲板50，通过缓冲板50来缓冲顶起部52对随动器14的冲击，避免出现振动，使得顶起时更加稳定，吸嘴11运动到顶起结构相应位置时第一电机51可以与吸嘴11同轴，避免顶起时出现振动，第一电机51能够驱动顶起部52，顶起部52驱动随动器14，随动器14再带动吸嘴固定件13，以使吸嘴固定件13带动吸嘴11伸缩移动，以便吸嘴11拾取或贴装。如图4所示，虚线a呈圆弧状，虚线a表示随动器14随着旋转头10旋转时的轨迹，在到达缓冲板50最上方时，缓冲板50与随动器14贴合，顶起结构的顶起部52在第一电机51作用下抬升，通过缓冲板50可以避免缓冲板50与随动器14之间有间隙，避免第一电机51加速度过大在运动时产生过大的冲力，使得接触时吸嘴11不产生振动，提高设备的精度，提高拾取或贴装的精度。

优选地，顶起结构可以包括两个，两个顶起结构可以沿旋转头10的周向对称设置，可以关于圆盘上下对称设置，顶起结构可以包括第一电机51和顶起部52，位于上方的顶起结构可以顶起旋转头10上的一个吸嘴11拾取晶圆芯片，此时，位于下方的顶起结构可以顶起旋转头10上的另一个吸嘴11贴装拾取的晶圆芯片。

根据一些实施例，旋转贴片头机构还可以包括座体53，驱动电机20可以设在座体53上，驱动电机20的后面可以采用固定支架和座体53相连，可以在后面设有电滑环和旋转接头，保证后面所接的电滑环和旋转接头与驱动电机20同轴，第一识别相机30可以与座体53相连，第一识别相机30邻近旋转头10的外侧，以便于识别吸嘴11上拾取的晶圆芯片。

根据另一些实施例，座体53上可以设有支撑座54，第一电机51可以与支撑座54相连，以便于第一电机51与顶起部52的配合，便于顶起部52顶起随动器14。

在一些实施例中，顶起结构可以根据晶圆芯片的第一位置信息和/或待贴装位置的第二位置信息来驱动吸嘴11伸缩移动，当吸嘴11上的晶圆芯片的第一位置信息和预设位置出现偏差时可以在贴装前进行校准，校准完成后，吸嘴11拾取的晶圆芯片转动到与待贴装位置相对应时，顶起结构可以驱动吸嘴11伸出移动以将晶圆芯片贴装在待贴装位置，可以贴装在工作台上的待贴装位置。在芯片贴装前与贴装位置出现偏差时，可以提前进行校准，能够保证贴装的精确度。

在使用过程中，可以启动驱动电机20来驱动旋转头10旋转，当一个吸嘴11到达正上方的时候，驱动电机20停止，启动位于上方的顶起结构的第一电机51控制吸嘴11的运动，完成晶圆芯片的拾取。拾取之后启动驱动电机20，使得下一个吸嘴11正好运行到元器件正上方，而拾取到晶圆芯片的吸嘴11正好在第一识别相机30处，检测拾取芯片的偏差，在拾取芯片的吸嘴11运动到正下方之前，旋转头10旋转的同时，第二识别相机40可以获取待贴装位置的第二图像。可以根据第二图像识别工作台上晶圆芯片的待贴装位置，当吸嘴11运动到正下方的时候，启动位于下方的顶起结构的第一电机51，可以根据第二识别相机40获取的第二图像来获取检测的位置偏差进而控制吸嘴11的运动，完成晶圆芯片的贴装，提高贴装精度，此后运动与之前所述动作一样进行循环动作，以实现晶圆芯片的不断拾取或贴装，提高效率。

根据本发明的旋转贴片头机构，驱动电机20能够驱动旋转头10旋转，吸嘴11旋转到顶起结构相应位置时缓冲板50能够止抵吸嘴11，顶起结构能够驱动缓冲板50以驱动吸嘴11伸缩移动，进而通过吸嘴11拾取或贴装芯片，缓冲板50具有缓冲作用，能够避免顶起结构顶起吸嘴时不稳定，使得拾取与贴装运动平稳，保证拾取或贴装精度，减小偏差，提高贴装效率，便于生产，该机构简单灵活，便于修理更换，降低成本。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种旋转贴片头机构，其特征在于，包括：

旋转头，所述旋转头上设有多个可伸缩移动的吸嘴；

驱动电机，所述旋转头与所述驱动电机相连且所述驱动电机能够驱动所述旋转头旋转；

第一识别相机，所述第一识别相机邻近所述旋转头设置，所述第一识别相机用于获取所述吸嘴上晶圆芯片的第一图像，所述第一图像用于获取晶圆芯片的第一位置信息；

第二识别相机，所述第二识别相机用于获取工作台上所述晶圆芯片的待贴装位置的第二图像，所述第二图像用于获取待贴装位置的第二位置信息；

顶起结构，所述顶起结构邻近所述旋转头设置且所述顶起结构能够驱动所述吸嘴伸缩移动；

缓冲板，所述缓冲板与所述顶起结构相连，且所述吸嘴旋转到所述顶起结构相应位置时所述缓冲板能够止抵所述吸嘴，所述顶起结构能够驱动所述缓冲板以驱动所述吸嘴伸缩移动；

所述旋转头形成为圆盘，所述吸嘴沿所述圆盘的径向可伸缩移动；

所述旋转头上与每个所述吸嘴相应的位置分别设有可活动的吸嘴固定件，每个所述吸嘴与相应的所述吸嘴固定件相连，每个所述吸嘴固定件上分别设有随动器，所述吸嘴旋转到所述顶起结构相应位置时与其相应的所述随动器止抵所述缓冲板，所述顶起结构能够顶起所述缓冲板以使所述吸嘴固定件带动所述吸嘴伸缩移动；

所述顶起结构包括第一电机和与所述第一电机相连的顶起部，所述第一电机能够驱动所述顶起部上下移动，所述吸嘴旋转到所述顶起部前与其相应的所述随动器止抵所述缓冲板，所述第一电机能够驱动所述顶起部以使所述吸嘴固定件带动所述吸嘴伸缩移动。

2.根据权利要求1所述的旋转贴片头机构，其特征在于，所述吸嘴包括多个，多个所述吸嘴沿所述圆盘的周向间隔开设置。

3.根据权利要求2所述的旋转贴片头机构，其特征在于，所述吸嘴包括八个，八个所述吸嘴沿所述圆盘的周向均匀间隔开设置。

4.根据权利要求2所述的旋转贴片头机构，其特征在于，所述圆盘上与每个所述吸嘴相应的位置分别设有旋转固定件，每个所述吸嘴可伸缩移动地设在相应的所述旋转固定件上。

5.根据权利要求1所述的旋转贴片头机构，其特征在于，所述顶起结构包括两个，两个所述顶起结构沿所述旋转头的周向对称设置。

6.根据权利要求1所述的旋转贴片头机构，其特征在于，还包括座体，所述驱动电机设在所述座体上，所述第一识别相机与所述座体相连。

7.根据权利要求6所述的旋转贴片头机构，其特征在于，所述座体上设有支撑座，所述第一电机与所述支撑座相连。

8.根据权利要求1所述的旋转贴片头机构，其特征在于，所述顶起结构根据所述晶圆芯片的第一位置信息和/或所述待贴装位置的第二位置信息来驱动所述吸嘴伸缩移动。

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