CN110729220A - 一种回转式电动变距元件巨量转移装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转移装置技术领域，具体涉及一种回转式电动变距元件巨量转移装置，包括支撑底板以及支撑顶板；所述支撑底板设有凸轮分割器；所述支撑底板与支撑顶板之间设有回转机构；所述回转底板的顶部设有第一静电吸附板；所述回转顶板的底部设有第二静电吸附板；所述回转底板与回转顶板之间设有变距抓取机构；所述支撑底板与支撑顶板之间设有翻转机构以及升降机构。本发明升降机构采用电机丝杆驱动，移动精度高，响应速度快，丝杆的自锁特性也保证了断电时升降变距抓取机构不会因重力作用而下坠损坏产品；变距和抓料均采用电磁驱动，响应速度快，便于控制；推杆的应用减少了电磁铁数量，从而降低了制造成本和控制难度。

Description

一种回转式电动变距元件巨量转移装置
背景技术
在目前的微电子产品生产领域，有许多场合涉及到微小电子元件的转移阵列，由于电子元件的尺寸普遍较小，数量较多，导致在现有技术条件下，电子元件的巨量转移阵列已经成为微电子制造领域的瓶颈，极大的限制了行业发展。目前已有的公知元件巨量转移技术只能解决元件的等距阵列排布，对于元件在晶片和目标基板上的间距不一致的情况无法完成放置，需要单独制作放置的定位中间模具，且存在极大概率的元件错放和漏放情况，极大地降低了产品合格率。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种回转式电动变距元件巨量转移装置。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种回转式电动变距元件巨量转移装置，包括支撑底板以及与支撑底板连接的支撑顶板；所述支撑底板设有凸轮分割器；所述支撑底板与支撑顶板之间设有回转机构；所述回转机构包括回转底板以及与回转底板连接的回转顶板；所述回转底板与凸轮分割器的输出端连接；所述回转底板的顶部设有用于放置目标基板的第一静电吸附板；所述回转顶板的底部设有用于放置元件晶圆片的第二静电吸附板；
所述回转底板与回转顶板之间设有变距抓取机构；所述支撑底板与支撑顶板之间设有用于使变距抓取机构进行翻转的翻转机构；所述支撑底板与支撑顶板之间设有用于升降变距抓取机构的升降机构。
本发明进一步设置为，所述第一静电吸附板以及第二静电吸附板的数量均为六个；六个第一静电吸附板等间距设于回转底板的顶部；六个第二静电吸附板等间距设于回转顶板的底部。
本发明进一步设置为，所述变距抓取机构包括第一抓取结构；所述第一抓取结构包括固定架、设于固定架一端的压电微动片以及设于固定架另一端的固定边框；所述固定边框设有纵向变距单元、横向变距单元以及多个静电抓取头；所述横向变距单元用于调节静电抓取头的横向间距；所述纵向变距单元用于调节静电抓取头的纵向间距。
本发明进一步设置为，所述翻转机构包括翻转支架、设于翻转支架的翻转电机以及与翻转电机输出端连接翻转板；所述压电微动片与翻转板连接。
本发明进一步设置为，所述变距抓取机构还包括与第一抓取结构对称设置的第二抓取结构；所述第一抓取结构的压电微动片与第二抓取结构的压电微动片分别设于翻转板的两侧。
本发明进一步设置为，所述升降机构包括设于支撑底板与支撑顶板之间的底座、设于底座上的滑轨、与滑轨滑动连接的轨道滑块、设于底座的电机、与电机输出端连接的丝杠以及套设于丝杠的螺母；所述螺母以及轨道滑块分别与翻转支架连接。
本发明进一步设置为，所述纵向变距单元包括与固定边框连接的纵向支撑架、与纵向支撑架活动连接的纵向推杆、用于吸附纵向推杆的纵向电磁铁、设于纵向支撑架的纵向轨道、滑动设于纵向轨道的纵向滑块、设于纵向轨道的纵向固定部以及设于纵向滑块与纵向固定部之间的第一纵向弹簧；所述纵向电磁铁与纵向推杆之间设有第二纵向弹簧；所述纵向推杆设有纵向弧形面；所述纵向滑块设有与纵向弧形面抵靠的纵向斜面；所述纵向滑块与横向变距单元连接。
本发明进一步设置为，所述横向变距单元包括与纵向滑块连接的横向支撑架、与横向支撑架活动连接的横向推杆、用于吸附横向推杆的横向电磁铁、设于横向支撑架的横向轨道、滑动设于横向轨道的横向滑块、设于横向轨道的横向固定部以及设于横向滑块与横向固定部之间的第一横向弹簧；所述横向电磁铁与横向推杆之间设有第二横向弹簧；所述横向推杆设有横向弧形面；所述横向滑块设有与横向弧形面抵靠的横向斜面；所述静电抓取头设于横向滑块上。
本发明的有益效果：1.升降机构采用电机丝杆驱动，移动精度高，响应速度快，丝杆的自锁特性也保证了断电时升降变距抓取机构不会因重力作用而下坠损坏产品；2.变距和抓料均采用电磁驱动，响应速度快，便于控制；3.推杆的应用减少了电磁铁数量，从而降低了制造成本和控制难度。
附图说
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明另一视角的结构示意图；
图3是本发明升降机构、翻转机构以及变距抓取机构配合的结构示意图；
图4是本发明变距抓取机构的结构示意图；
图5是本发明横向变距单元的结构示意图；
图6是本发明纵向变距单元的结构示意图；
其中：11-支撑底板；12-支撑顶板；13-凸轮分割器；21-回转底板；22-回转顶板；23-第一静电吸附板；24-第二静电吸附板；3-固定架；31-压电微动片；32-固定边框；33-纵向变距单元；34-横向变距单元；35-静电抓取头；4-翻转支架；41-翻转电机；42-翻转板；5-底座；51-滑轨；52-轨道滑块；53-电机；54-丝杠；55-螺母；6-纵向支撑架；61-纵向推杆；62-纵向电磁铁；63-纵向轨道；64-纵向滑块；65-第一纵向弹簧；66-纵向弧形面；67-纵向斜面；68-纵向固定部；7-横向支撑架；71-横向推杆；72-横向电磁铁；73-横向轨道；74-横向滑块；75-横向固定部；76-第一横向弹簧；77-第二横向弹簧；78-横向弧形面；79-横向斜面。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
由图1至图6可知，本实施例所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，包括支撑底板11以及与支撑底板11连接的支撑顶板12；所述支撑底板11设有凸轮分割器13；所述支撑底板11与支撑顶板12之间设有回转机构；所述回转机构包括回转底板21以及与回转底板21连接的回转顶板22；所述回转底板21与凸轮分割器13的输出端连接；所述回转底板21的顶部设有用于放置目标基板的第一静电吸附板23；所述回转顶板22的底部设有用于放置元件晶圆片的第二静电吸附板24；
所述回转底板21与回转顶板22之间设有变距抓取机构；所述支撑底板11与支撑顶板12之间设有用于使变距抓取机构进行翻转的翻转机构；所述支撑底板11与支撑顶板12之间设有用于升降变距抓取机构的升降机构。
本实施例所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，所述变距抓取机构包括第一抓取结构；所述第一抓取结构包括固定架3、设于固定架3一端的压电微动片31以及设于固定架3另一端的固定边框32；所述固定边框32设有纵向变距单元33、横向变距单元34以及多个静电抓取头35；所述横向变距单元34用于调节静电抓取头35的横向间距；所述纵向变距单元33用于调节静电抓取头35的纵向间距。
具体地，本实施所述的回转式电动变距元件巨量转移装置，回转机构固定于凸轮分割器13的转轴上，可在圆周上作六等分旋转运动。元件晶片和目标基板分别通过第二静电吸附板24以及第一静电吸附板23固定在回转机构的工位上，变距抓取机构由升降机构带动可在垂直方向上作高速高精度移动，变距抓取机构通过翻转机构旋转实现元件的抓取和变向。工作时，变距抓取机构在升降机构的带动下上移至第二静电吸附板24并且静电抓取头35离元件晶片0.3mm处，压电微动片31通电使静电抓取头35接触元件晶片上的元件并对其进行吸附。元件抓取成功后，变距抓取机构下移，翻转机构带动变距抓取机构旋转180度，使抓取的元件进入放置方向后，升降机构带动变距抓取机构下移至距离目标基板表面0.3mm处。变距抓取机构的横向变距单元34以及纵向变距单元33通过系统预设的元件间距调整好静电抓取头35的间距，以对准目标基板上的元件放置井，然后压电微动片31通电，静电抓取头35下探，压电微动片31将元件准确送至目标基板的元件放置井中。然后通过回转机构带动元件晶圆片及目标基板转位，变距抓取机构重复以上动作，对目标基板上的区域依次进行元件放置。
本实施例所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，所述第一静电吸附板23以及第二静电吸附板24的数量均为六个；六个第一静电吸附板23等间距设于回转底板21的顶部；六个第二静电吸附板24等间距设于回转顶板22的底部。
本实施例所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，所述翻转机构包括翻转支架4、设于翻转支架4的翻转电机5341以及与翻转电机5341输出端连接翻转板42；所述压电微动片31与翻转板42连接。上述设置实现变距抓取机构的180度翻转。
本实施例所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，所述变距抓取机构还包括与第一抓取结构对称设置的第二抓取结构；所述第一抓取结构的压电微动片31与第二抓取结构的压电微动片31分别设于翻转板42的两侧。上述设置能够提高变距抓取机构的工作效率。
本实施例所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，所述升降机构包括设于支撑底板11与支撑顶板12之间的底座5、设于底座5上的滑轨51、与滑轨51滑动连接的轨道滑块52、设于底座5的电机53、与电机53输出端连接的丝杠54以及套设于丝杠54的螺母55；所述螺母55以及轨道滑块52分别与翻转支架4连接。上述设置实现变距抓取机构的升降。
本实施例所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，所述纵向变距单元33包括与固定边框32连接的纵向支撑架6、与纵向支撑架6活动连接的纵向推杆61、用于吸附纵向推杆61的纵向电磁铁62、设于纵向支撑架6的纵向轨道63、滑动设于纵向轨道63的纵向滑块64、设于纵向轨道63的纵向固定部68以及设于纵向滑块64与纵向固定部68之间的第一纵向弹簧65；所述纵向电磁铁62与纵向推杆61之间设有第二纵向弹簧；所述纵向推杆61设有纵向弧形面66；所述纵向滑块64设有与纵向弧形面66抵靠的纵向斜面67；所述纵向滑块64与横向变距单元34连接。
本实施例所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，所述横向变距单元34包括与纵向滑块64连接的横向支撑架7、与横向支撑架7活动连接的横向推杆71、用于吸附横向推杆71的横向电磁铁72、设于横向支撑架7的横向轨道73、滑动设于横向轨道73的横向滑块74、设于横向轨道73的横向固定部75以及设于横向滑块74与横向固定部75之间的第一横向弹簧76；所述横向电磁铁72与横向推杆71之间设有第二横向弹簧77；所述横向推杆71设有横向弧形面78；所述横向滑块74设有与横向弧形面78抵靠的横向斜面79；所述静电抓取头35设于横向滑块74上。
具体地，当需要调整静电抓取头35的横向间距的时候，由于在自由状态时，一组中的两个横向滑块74在第一横向弹簧76弹力作用下处于两个横向固定部75的中间位置靠近紧贴。当横向电磁铁72通电时对横向推杆71产生吸附作用时，横向推杆71克服推杆第一横向弹簧76和第二横向弹簧77的弹力，横向推杆71端部的横向弧形面78与横向滑块74的横向斜面79接触，推动两个横向滑块74克服第一横向弹簧76作用分离产生位移，改变间距。纵向变距单元33的原理与横向变距单元34的原理一致，故不再赘述。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种回转式电动变距元件巨量转移装置，其特征在于：（11）其特征在于：包括支撑底板（11）以及与支撑底板（11）连接的支撑顶板（12）；所述支撑底板（11）设有凸轮分割器（13）；所述支撑底板（11）与支撑顶板（12）之间设有回转机构；所述回转机构包括回转底板（21）以及与回转底板（21）连接的回转顶板（22）；所述回转底板（21）与凸轮分割器（13）的输出端连接；所述回转底板（21）的顶部设有用于放置目标基板的第一静电吸附板（23）；所述回转顶板（22）的底部设有用于放置元件晶圆片的第二静电吸附板（24）；
所述回转底板（21）与回转顶板（22）之间设有变距抓取机构；所述支撑底板（11）与支撑顶板（12）之间设有用于使变距抓取机构进行翻转的翻转机构；所述支撑底板（11）与支撑顶板（12）之间设有用于升降变距抓取机构的升降机构。
2.根据权利要求1所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，其特征在于：所述第一静电吸附板（23）以及第二静电吸附板（24）的数量均为六个；六个第一静电吸附板（23）等间距设于回转底板（21）的顶部；六个第二静电吸附板（24）等间距设于回转顶板（22）的底部。
3.根据权利要求1所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，其特征在于：所述变距抓取机构包括第一抓取结构；所述第一抓取结构包括固定架（3）、设于固定架（3）一端的压电微动片（31）以及设于固定架（3）另一端的固定边框（32）；所述固定边框（32）设有纵向变距单元（33）、横向变距单元（34）以及多个静电抓取头（35）；所述横向变距单元（34）用于调节静电抓取头（35）的横向间距；所述纵向变距单元（33）用于调节静电抓取头（35）的纵向间距。
4.根据权利要求3所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，其特征在于：所述翻转机构包括翻转支架（4）、设于翻转支架（4）的翻转电机（53）（41）以及与翻转电机（53）（41）输出端连接翻转板（42）；所述压电微动片（31）与翻转板（42）连接。
5.根据权利要求4所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，其特征在于：所述变距抓取机构还包括与第一抓取结构对称设置的第二抓取结构；所述第一抓取结构的压电微动片（31）与第二抓取结构的压电微动片（31）分别设于翻转板（42）的两侧。
6.根据权利要求4所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，其特征在于：所述升降机构包括设于支撑底板（11）与支撑顶板（12）之间的底座（5）、设于底座（5）上的滑轨（51）、与滑轨（51）滑动连接的轨道滑块（52）、设于底座（5）的电机（53）、与电机（53）输出端连接的丝杠（54）以及套设于丝杠（54）的螺母（55）；所述螺母（55）以及轨道滑块（52）分别与翻转支架（4）连接。
7.根据权利要求3所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，其特征在于：所述纵向变距单元（33）包括与固定边框（32）连接的纵向支撑架（6）、与纵向支撑架（6）活动连接的纵向推杆（61）、用于吸附纵向推杆（61）的纵向电磁铁（62）、设于纵向支撑架（6）的纵向轨道（63）、滑动设于纵向轨道（63）的纵向滑块（64）、设于纵向轨道（63）的纵向固定部（68）以及设于纵向滑块（64）与纵向固定部（68）之间的第一纵向弹簧（65）；所述纵向电磁铁（62）与纵向推杆（61）之间设有第二纵向弹簧；所述纵向推杆（61）设有纵向弧形面（66）；所述纵向滑块（64）设有与纵向弧形面（66）抵靠的纵向斜面（67）；所述纵向滑块（64）与横向变距单元（34）连接。
8.根据权利要求7所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，其特征在于：所述横向变距单元（34）包括与纵向滑块（64）连接的横向支撑架（7）、与横向支撑架（7）活动连接的横向推杆（71）、用于吸附横向推杆（71）的横向电磁铁（72）、设于横向支撑架（7）的横向轨道（73）、滑动设于横向轨道（73）的横向滑块（74）、设于横向轨道（73）的横向固定部（75）以及设于横向滑块（74）与横向固定部（75）之间的第一横向弹簧（76）；所述横向电磁铁（72）与横向推杆（71）之间设有第二横向弹簧（77）；所述横向推杆（71）设有横向弧形面（78）；所述横向滑块（74）设有与横向弧形面（78）抵靠的横向斜面（79）；所述静电抓取头（35）设于横向滑块（74）上。
9.根据权利要求7所述的一种回转式电动变距元件巨量转移装置，其特征在于：所述横向变距单元（34）包括与纵向滑块（64）连接的横向支撑架（7）、与横向支撑架（7）活动连接的横向推杆（71）、用于吸附横向推杆（71）的横向电磁铁（72）、设于横向支撑架（7）的横向轨道（73）、滑动设于横向轨道（73）的横向滑块（74）、设于横向轨道（73）的横向固定部（75）以及设于横向滑块（74）与横向固定部（75）之间的第一横向弹簧（76）；所述横向电磁铁（72）与横向推杆（71）之间设有第二横向弹簧（77）；所述横向推杆（71）设有横向弧形面（78）；所述横向滑块（74）设有与横向弧形面（78）抵靠的横向斜面（79）；所述静电抓取头（35）设于横向滑块（74）上。
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