CN112188753A - 一种多头共晶机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多头共晶机，包括台板，台板的相对两侧分别设有贴装组件，贴装组件包括贴片头组件、转台组件和校准组件，台板上还设有共晶台和标定装置，共晶台及标定装置位于两个贴装组件之间，贴片头组件沿X轴滑动设置，贴片头组件包括多个相互独立的吸嘴组件及多个升降设置的CCD组件，CCD组件与标定装置相配合，转台组件沿Y轴滑动设置，转台组件包括多个转动设置的物料台，校准组件设置在转台组件与共晶台之间。本发明提供的多头共晶机满足了复杂产品需要贴装多种物料的需求，大大提升了贴装效率，同时吸嘴组件能够准确吸附物料和基板且物料在贴装过程中角度合适，确保物料在基板上的贴装精度，提高产品质量。

Description

一种多头共晶机

技术领域

本发明涉及光通讯封装设备技术领域，尤其涉及一种多头共晶机。

背景技术

共晶机是光电通讯器件封装生产线中的关键设备，其工作过程是：贴片头组件将基板从物料台上吸起放到共晶组件上，共晶组件将基板预热到贴装作业温度，贴片头组件按工艺编排依次将物料从对应的物料台吸起贴装到基板对应的贴装位置上，所有物料贴装完成后，共晶组件将基板加热到共晶温度，然后迅速降温进行固化，完成共晶。

由于共晶作业需要在一定的时间内完成，因此共晶机需要高效率的运送基板及物料，现有的共晶机多为单头，一次只能搬运一种材料，效率较低且设备兼容性差，一次无法贴装多种材料，无法满足复杂产品的多种物料贴装需求，而一次能够贴装多种材料的共晶机精度又难以达到工艺需求，因此需要一种高效率的多头共晶机，在保证产品精度的同时提高贴装效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高效率、高精度的多头共晶机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种多头共晶机，包括台板，所述台板的相对两侧分别设有贴装组件，所述贴装组件包括贴片头组件、转台组件和校准组件，所述台板上还设有共晶台和标定装置，所述共晶台及所述标定装置位于两个所述贴装组件之间，所述贴片头组件沿X轴滑动设置，所述贴片头组件包括多个相互独立的吸嘴组件及多个升降设置的CCD组件，所述CCD组件与所述标定装置相配合，所述转台组件沿Y轴滑动设置，所述转台组件包括多个转动设置的物料台，所述校准组件设置在所述转台组件与所述共晶台之间。

本发明的有益效果在于：本发明提供的多头共晶机的台板两侧均设有贴装组件，每组贴装组件均包括用于承载物料的转台组件和从转台组件上吸附物料并移动至基板上的贴片头组件，其中转台组件上设有多个物料台，物料台上可盛放不同规格或类型的基板和物料，贴片头组件包括多个相互独立的吸嘴组件和多个CCD组件，以实现按工艺规程依次吸附不同的物料并贴装至位于共晶台上的基板的指定位置，满足了复杂产品需要贴装多种物料的需求，大大提升了贴装效率，同时贴装组件还包括校准组件，物料在贴装至基板之前在校准组件上进行角度校准，并且台板上还设置了供CCD组件校准的标定装置，以确保CCD组件拍摄的图像准确，使吸嘴组件准确吸附物料，以此确保多头共晶机的贴装精度，提高产品质量。

附图说明

图1为本发明实施例一的多头共晶机的结构示意图；

图2为本发明实施例一的多头共晶机中贴片头组件的结构示意图；

图3为本发明实施例一的多头共晶机中校准组件的结构示意图；

图4为本发明实施例一的多头共晶机中标定装置的结构示意图；

图5为本发明实施例一的多头共晶机中标定装置的爆炸图；

图6为本发明实施例一的多头共晶机中共晶台的结构示意图。

标号说明：

1、台板；11、第一滑轨；12、第二滑轨；2、贴片头组件；21、吸嘴组件；22、CCD组件；3、转台组件；31、物料台；4、校准组件；41、校准平台；5、共晶台；51、真空孔；52、加热片；53、电磁阀；54、气刀；6、标定装置；61、标定片；62、固定板；63、X轴调节平台；64、Y轴调节平台；65、Z轴调节平台；66、调节旋钮；67、镜头；68、相机；69、光源；7、电子压力表。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图6，一种多头共晶机，包括台板1，所述台板1的相对两侧分别设有贴装组件，所述贴装组件包括贴片头组件2、转台组件3和校准组件4，所述台板1上还设有共晶台5和标定装置6，所述共晶台5及所述标定装置6位于两个所述贴装组件之间，所述贴片头组件2沿X轴滑动设置，所述贴片头组件2包括多个相互独立的吸嘴组件21及多个升降设置的CCD组件22，所述CCD组件22与所述标定装置6相配合，所述转台组件3沿Y轴滑动设置，所述转台组件3包括多个转动设置的物料台31，所述校准组件4设置在所述转台组件3与所述共晶台5之间。

本发明的工作原理简述如下：首先贴片头组件2移动使CCD组件22与标定装置6对齐并进行校准，校准完成后贴片头组件2移动至转台组件3上方并且转台组件3同步移动，CCD组件22识别基板的位置后吸嘴组件21吸附基板并将基板放置到共晶台5上，共晶台5对基板进行预热使基板达到贴装作业温度，贴片头组件2与转台组件3联动使CCD组件22识别物料的位置并通过吸嘴组件21将物料从物料台31移动至校准组件4上，校准组件4对物料进行角度校准后再由吸嘴组件21将物料移动至基板上相应的位置，此过程中通过CCD组件22确定物料在基板上的贴装位置，重复多次将物料按工艺编排顺序贴装到基板的表面上，所有物料贴装完成后，共晶台5将基板加热到共晶温度然后迅速降温固化，即可完成共晶。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的多头共晶机满足了复杂产品需要贴装多种物料的需求，大大提升了贴装效率，同时吸嘴组件21能够准确吸附物料和基板且物料在贴装过程中角度合适，确保物料在基板上的贴装精度，提高产品质量。

进一步的，所述共晶台5上表面设有内凹的真空孔51，所述真空孔51内设有加热片52，所述共晶台5还包括多个电磁阀53，所述电磁阀53与所述加热片52电连接。

由上述描述可知，共晶台5通过电磁阀53控制加热片52，使放置在共晶台5的基板与物料快速熔化黏合，实现共晶。

进一步的，所述共晶台5的上表面还设有气刀54，所述气刀54与所述真空孔51对应设置。

由上述描述可知，在共晶的过程中气刀54向基板和物料吹出氮气，防止产品在加热的过程中氧化，并使产品快速固化。

进一步的，所述共晶台5还包括温度传感器，所述温度传感器与所述加热片52集成为一体。

由上述描述可知，通过温度传感器可准确控制加热片52对基板的加热温度，实现高精度温度控制，同时温度传感器和加热片52集成为一体可减小共晶台5的整体体积。

进一步的，所述吸嘴组件21包括吸嘴和压力控制组件，所述压力控制组件包括压力传感器，所述压力传感器与所述吸嘴电连接。

进一步的，所述吸嘴组件21的数量为四个，四个所述吸嘴组件21沿X轴方向排列为两排。

由上述描述可知，通过压力传感器监测吸嘴组件21在吸附基板或物料的过程中对基板或物料产生的压力，并及时进行调整，避免吸嘴将基板或物料压伤、压坏。

进一步的，所述CCD组件22的数量为两个，两个所述CCD组件22沿X轴方向排列为一排。

由上述描述可知，通过两个CCD组件22对物料台31上基板或物料的位置进行识别，使吸嘴组件21准确吸附基板或物料，同时准确定位基板上物料的贴装位置，保证多头共晶机的贴装精度。

进一步的，所述转台组件3还包括顶针，所述顶针设置在所述物料台31的下方并与所述物料台31垂直。

由上述描述可知，当物料台31上物料的载体为蓝膜时，通过顶针即可将贴附在蓝膜上的物料顶起使物料与蓝膜脱离，方便吸嘴组件21吸取物料。

进一步的，所述物料台31的数量为三个，三个所述物料台31沿Y轴方向排列为一排。

由上述描述可知，台板1上设置两个转台组件3供六个物料台31，可盛放多种不同规格和类型的基板和物料供贴片头组件2吸取，满足复杂产品的共晶需求。

进一步的，所述台板1上还具有沿X轴方向设置的第一滑轨11和沿Y轴方向设置的第二滑轨12，所述贴片头组件2滑动设置在所述第一滑轨11上，所述转台组件3滑动设置在所述第二滑轨12上。

由上述描述可知，在台板1上设置供贴片头组件2和转台组件3滑动的滑轨，在多头共晶机工作过程中，贴片头组件2和转台组件3同时移动使贴片头组件2能够准确吸附转台组件3上特定位置的物料。

实施例一

请参照图1至图6，本发明的实施例一为：一种多头共晶机，适用于电子产品零部件的封装，包括台板1，所述台板1的两侧分别设有贴装组件，两组所述贴装组件之间设有共晶台5及标定装置6，两组贴装组件同时按照工艺编排向位于共晶台5的基板上贴装物料，实现高效率、高精度贴装，同时每组所述贴装组件内储存有多种基板及物料，多种物料一次性贴装，满足了复杂产品的生产需求。

如图1所示，所述贴装组件包括沿X轴方向滑动设置的贴片头组件2、沿Y轴方向滑动设置的转台组件3及设置在所述转台组件3与所述共晶台5之间的校准组件4。

具体的，所述贴片头组件2包括多组相互独立的吸嘴组件21及多组升降设置CCD组件22，其中所述吸嘴组件21用于吸附和搬运基板及物料，并将物料放置到基板相应的位置上，所述CCD组件22用于识别基板和物料的位置供吸嘴组件21吸取，并确定物料在基板上安装的位置确保吸嘴组件21的贴装精度。

所述转台组件3包括多个物料台31，所述物料台31在所述转台组件3上可转动设置，每个所述物料台31可盛放四个两寸的APK或一个四寸的APK或一个六寸的晶环，实现同时存储多种物料及基板以供贴片头组件2吸取，进而实现多种物料同时上料，一道工序即可完成复杂产品的多种物料贴装。所述转台组件3还包括设置在所述物料台31下方的顶针，所述顶针与所述物料台31放置物料的面垂直，当所述物料台31上放置蓝膜晶环时，所述物料台31转动使等待被所述吸嘴组件21吸取的物料对准所述顶针，所述顶针向上移动将物料顶起使所述物料与蓝膜分离，进而所述吸嘴组件21即可顺利吸取等待贴装的物料。

物料在贴装至基板之前需要在所述校准组件4上进行角度校准，以确保物料在贴装后与基板导通，防止物料的某一端与其它物料抵触并翘起导致与基板不完全贴合，减少物料从基板上脱落的几率，提高多头共晶机的贴装精度。

如图2所示，在本实施例中，所述贴片头组件2包括四组所述吸嘴组件21和两组所述CCD组件22，所述吸嘴组件21在X轴方向上排列为两排，所述CCD组件22沿X轴方向排列为一排，所述转台组件3包括三个所述物料台31，所述物料台31沿Y轴方向排列为一排，本实施例中的所述多头共晶机共有六个所述物料台31及八组所述吸嘴组件21，大大丰富了工艺编排中可使用的基板和物料的尺寸及类型，同时实现多种物料同步贴装，利于简化复杂产品的生产工艺。

具体的，所述台板1上还设有沿X轴方向设置的第一滑轨11和沿Y轴方向设置的第二滑轨12，所述贴片头组件2滑动设置在所述第一滑轨11上，所述转台组件3设置在所述第二滑轨12上，通过所述贴片头组件2和所述转台组件3的联动使所述吸嘴组件21能够准确吸附位于所述物料台31上任意位置的物料或基板，并且通过所述CCD组件22对物料形状的判断使所述物料台31转动相应的角度，使所述吸嘴组件21在吸取形状不规则的物料的过程中吸附物料合适的位置，利于所述吸嘴组件21搬运异形物料，防止异形物料在移动的过程中从吸嘴上脱落。

优选的，所述吸嘴组件21还包括压力控制组件，所述压力控制组件通过控制所述吸嘴组件21在Z轴方向上的升降控制所述吸嘴组件21对物料或基板产生的压力，避免所述吸嘴对物料或基板产生的压力过大导致物料或基板被压伤甚至损坏，所述压力控制组件包括与所述吸嘴组件21电连接的高精度压力传感器，通过所述压力传感器即可监控所述吸嘴组件21对基板或物料产生的压力，进而防止物料或基板损伤，减少不必要的材料浪费。

请参照图3，所述校准装置包括两个可转动的校准平台41，所述吸嘴组件21将物料移动至所述校准平台41上，所述CCD组件22对校准平台41上的物料拍照并对物料的照片进行处理判断物料偏离的角度，所述校准平台41根据所述CCD组件22的处理结果转动相应的角度将物料摆正，所述吸嘴组件21再将摆正后的物料移动至基板的相应位置，确保物料与基板完全贴合，防止物料从基板上脱落，避免因基板角度不正确造成的物料与基板不导通。

如图4所示，所述标定装置6的顶部设有固定板62，所述固定板62上设有可转动标定片61，所述标定片61上印有圆形、方形以及十字形的图案，所述CCD组件22移动至所述标定装置6上方后所述CCD组件22的镜头对准所述标定片61，所述CCD组件22拍摄的图像内具有标示所述CCD组件22拍摄的中心点的十字光标，将所述十字光标与所述十字线对齐，此时若所述CCD组件22上下移动的过程中能清晰的看到所述标定片61上图案的完整边界则表明所述CCD组件22与所述标定片61垂直，即表明所述CCD组件22的垂直度已校准，使所述CCD组件22在Z轴方向上不同位置拍摄的图片的中心点均为同一点，进而确保所述CCD组件22从垂直于物料及基板的方向拍摄物料及基板的照片，减少因所述CCD组件22的拍摄角度的问题造成的误差，提高所述多头共晶机的贴装精度。

如图5所示，所述标定装置6内还设有驱动所述固定板62在X轴方向上移动的X轴调节平台63和驱动所述固定板62在Y轴方向上移动的Y轴调节平台64，当所述CCD组件22拍摄的图像中的十字光标与所述标定片61的十字线不重合时，微调所述X轴调节平台63和/或所述Y轴调节平台64并转动所述标定片61使所述CCD组件22的十字光标与所述标定片61上的十字线重合，再驱动所述CCD组件22升降观察所述CCD在件在移动过程中是否能清楚看到所述标定片61上图案的边界，若图案的边界不完整则需要调节所述CCD组件22的垂直度。

所述标定片61的下方还设有一镜头67及与所述镜头67相配合的相机68，所述相机68用于标定所述吸嘴组件21的中心与所述CCD组件22的中心即十字光标对应的位置之间的距离，便于计算所述吸嘴组件21到所述CCD组件22识别的位置需要移动的距离，以确保所述吸嘴组件21准确移动至所述CCD组件22识别的物料或基板的位置上，所述相机68还可以在所述吸嘴组件21移动物料或基板经过所述标定装置6上方时检测物料或基板的底部是否完整，或所述物料底部引脚的方向是否正确。可选的，所述相机68的垂直度校准方法与所述CCD组件22一致。

进一步的，所述标定装置6内还设有与所述相机68相配合的Z轴调节平台65，所述Z轴调节平台65用于微调所述相机68的焦距确保所述相机68拍摄的图像清晰。所述标定装置6内还设有为所述相机68提供照明的光源69，所述光源69与所述镜头67连通，使所述相机68拍摄的图像具有合适的亮度以识别所述吸嘴组件21的中心及所述CCD组件22的中心。

优选的，所述X轴调节平台63、所述Y轴调节平台64及所述Z轴调节平台65上分别设有调节旋钮66，所述调节旋钮66设置在所述X轴调节平台63、所述Y轴调节平台64、所述Z轴调节平台65外露于所述标定装置6的一面上，通过转动所述调节旋钮66即可驱动所述固定板62和/或所述相机68在相应的方向上移动，使所述标定片61和所述相机68的位置调节方便，并提高X轴调节平台63、所述Y轴调节平台64及所述Z轴调节平台65的调节精度。

可选的，所述标定装置6的上表面还设有一电子压力表7，所述吸嘴组件21与所述电子压力表7抵触即可检测所述压力传感器是否准确，若所述压力传感器测得的数据与所述电子压力表7的示数不一致，则需要对所述压力传感器进行校准，防止所述吸嘴组件21对物料产生的实际压力大于所述压力传感器测得的数据，避免出现物料已被所述吸嘴组件21压坏而所述压力传感器仍未报警的情况，确保所述压力控制组件正常运行。

如图6所示，所述共晶台5的上表面设有一真空孔51，所述真空孔51的内壁设有加热片52，所述共晶台5的侧面设有与所述加热片52电连接的电磁阀53，当基板移动至所述共晶台5上后，所述电磁阀53控制所述加热片52启动对基板进行预加热，在基板上贴装物料完成后，所述电磁阀53控制所述加热片52将基板加热到共晶温度并停止加热使基板迅速冷却完成共晶。所述加热片52上集成有温度传感器用于感应基板的温度，进而所述电磁阀53根据所述温度传感器的测量数据控制所述加热片52的功率，避免所述加热片52温度过高造成物料或基板损坏，同时将所述温度传感器与所述加热片52集成为一体，有利于缩小所述共晶台5的整体体积，减少所述共晶台5在所述台板1上占用的面积。

优选的，所述共晶台5上还设有气刀54，所述气刀54的出风孔朝向所述真空孔51，物料与基板在所述共晶台5上共晶的过程中所述气刀54吹出氮气保护物料和基板不被氧化，同时使产品快速固化，确保产品质量。

本发明提供的多头共晶机的工作过程为：所述贴片头组件2移动使所述CCD组件22移动至所述标定装置6上方，并使所述CCD组件22的镜头与所述标定片61对齐进行校准，校准完成后所述贴片头组件2移动至所述转台组件3上方并且所述转台组件3与所述贴片头组件2联动，所述CCD组件22识别基板的位置后所述吸嘴组件21吸附所述基板并将基板放置到所述共晶台5上，所述共晶台5上的的所述电磁阀53启动所述加热片52对基板进行预热使基板达到贴装作业温度，所述贴片头组件2与所述转台组件3再次联动使所述CCD组件22识别物料的位置并通过所述吸嘴组件21将物料从所述物料台31移动至所述校准组件4的所述校准平台41上，所述校准组件4根据所述CCD组件22的识别结果转动一定角度对物料进行角度校准后再由所述吸嘴组件21将物料移动至基板上相应的位置，此过程中通过所述CCD组件22确定物料在基板上的贴装位置，重复多次将物料按工艺编排顺序贴装到基板的表面上，所有物料贴装完成后，所述加热片52将基板加热到共晶温度然后迅速降温固化，且在共晶过程中所述气刀54不断吹出氮气，待产品冷却后即完成共晶。

综上所述，本发明提供的多头共晶机实现了多种物料连续在基板上贴装，满足了复杂产品中需要多种物料同时共晶的生产需求，多头共晶机自动化程度高、贴装精度高，且产品成品质量好，减少了不必要的材料浪费。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多头共晶机，包括台板，其特征在于：所述台板的相对两侧分别设有贴装组件，所述贴装组件包括贴片头组件、转台组件和校准组件，所述台板上还设有共晶台和标定装置，所述共晶台及所述标定装置位于两个所述贴装组件之间，所述贴片头组件沿X轴滑动设置，所述贴片头组件包括多个相互独立的吸嘴组件及多个升降设置的CCD组件，所述CCD组件与所述标定装置相配合，所述转台组件沿Y轴滑动设置，所述转台组件包括多个转动设置的物料台，所述校准组件设置在所述转台组件与所述共晶台之间。

2.根据权利要求1所述的多头共晶机，其特征在于：所述共晶台上表面设有内凹的真空孔，所述真空孔内设有加热片，所述共晶台还包括多个电磁阀，所述电磁阀与所述加热片电连接。

3.根据权利要求2所述的多头共晶机，其特征在于：所述共晶台的上表面还设有气刀，所述气刀与所述真空孔对应设置。

4.根据权利要求2所述的多头共晶机，其特征在于：所述共晶台还包括温度传感器，所述温度传感器与所述加热片集成为一体。

5.根据权利要求1所述的多头共晶机，其特征在于：所述吸嘴组件包括吸嘴和压力控制组件，所述压力控制组件包括压力传感器，所述压力传感器与所述吸嘴电连接。

6.根据权利要求1所述的多头共晶机，其特征在于：所述吸嘴组件的数量为四个，四个所述吸嘴组件沿X轴方向排列为两排。

7.根据权利要求1所述的多头共晶机，其特征在于：所述CCD组件的数量为两个，两个所述CCD组件沿X轴方向排列为一排。

8.根据权利要求1所述的多头共晶机，其特征在于：所述转台组件还包括顶针，所述顶针设置在所述物料台的下方并与所述物料台垂直。

9.根据权利要求1所述的多头共晶机，其特征在于：所述物料台的数量为三个，三个所述物料台沿Y轴方向排列为一排。

10.根据权利要求1所述的多头共晶机，其特征在于：所述台板上还具有沿X轴方向设置的第一滑轨和沿Y轴方向设置的第二滑轨，所述贴片头组件滑动设置在所述第一滑轨上，所述转台组件滑动设置在所述第二滑轨上。

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