CN112802793A - 运行机构和晶片吸附装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动化设备技术领域，公开了一种运行机构和晶片吸附装置。其中，运行机构包括：操作头、与操作头转动驱动连接的第一驱动组件、以及配置于驱动操作头滑动的第二驱动组件；其中，第二驱动组件与第一驱动组件连接，以用于驱动第一驱动组件沿第一方向滑动，第一驱动组件用于驱动操作头绕第一方向转动；第一驱动组件包括中空的转轴，操作头与转轴连通以用于形成连通的腔体。利用本发明实施例提供的运行机构，通过第二驱动组件带动第一驱动组件沿第一方向滑动，从而使得第一驱动组件可以对操作头的位移位置进行调整，同时，通过第一驱动组件带动操作头绕第一方向转动，可以调节操作头的转动位置，从而实现位置校准，使得操作的准确性高。

Description

运行机构和晶片吸附装置
技术领域
本发明涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种运行机构和晶片吸附装置。
背景技术
固晶机是将晶片固定在基板上的设备，固晶机的类型包括正装固晶机和倒装固晶机。其中，正装固晶机主要采用金线将晶片的PN结与支架的正负极连接。倒装固晶机主要通过在基板的固晶区点焊锡膏，然后将晶片贴放在锡膏上，晶片的电极与锡膏对应，经过回流焊，实现固晶。正装固晶机不需要对放置的晶片实现校准，在将晶片放置于支架上后，即可通过打线实现晶片的电连接。而倒装固晶机需要将晶片准确的放置于锡膏上，稍有偏移便会造成晶片不导通。
现有技术中的固晶机包括操作头和摆臂，将操作头固定安装在摆臂上，通过操作头对晶片进行吸附，然后通过摆臂的转动从而实现晶片的转移。但是现有技术中的固晶机存在以下技术问题：在操作头吸附晶片后，摆臂对晶片进行转移的过程中，由于吸附的晶片会存在位移偏差和旋转角度偏差，从而降低固晶的精度，使得固晶准确性低。
发明内容
为了解决运行过程中的位置校准的技术问题，本发明提供了一种运行机构和晶片吸附装置。
第一方面，本发明提供了一种运行机构，包括：
操作头、与所述操作头转动驱动连接的第一驱动组件、以及配置于驱动所述操作头滑动的第二驱动组件；其中，
所述第二驱动组件与所述第一驱动组件连接，以用于驱动所述第一驱动组件沿第一方向滑动，所述第一驱动组件用于驱动所述操作头绕所述第一方向转动；
所述第一驱动组件包括中空的转轴，所述操作头与所述转轴连通以用于形成连通的腔体。
可选地，所述操作头包括：
芯部，所述芯部具有开口和与所述开口连通的芯内腔；所述芯部与所述转轴连通以用于形成连通的腔体；
第一固定套，所述芯部穿设于所述第一固定套内，所述第一固定套与所述转轴连接。
可选地，所述运行机构还包括第一传感器，所述第一传感器用于控制所述第二驱动组件完成第一预设固定行程。
可选地，所述第一传感器包括光电编码器或磁栅编码器中的一种或多种。
可选地，所述运行机构还包括第二传感器，所述第二传感器用于实时监控所述第二驱动组件在第二预设行程的运行状态并控制所述第二驱动组件的运行。
可选地，所述第二传感器包括压力传感器、力反馈传感器、电流传感器中的一种或多种。
可选地，所述运行机构还包括控制器，所述控制器安装在所述第二驱动组件上，所述控制器上设置有电源接口和网线接口。
可选地，所述第一驱动组件还包括接头和转接块，所述接头安装在所述转接块上，所述转接块与所述转轴连接。
可选地，所述运行机构还包括第一基座和第二基座，所述第一驱动组件安装在所述第一基座上，所述第二驱动组件安装在所述第二基座上且与所述第一驱动组件连接。
第二方面，本发明提供了一种晶片吸附装置，包括：操作头、与所述操作头转动驱动连接的第一驱动组件、配置于驱动所述操作头滑动的第二驱动组件、以及负压气管；其中，
所述第二驱动组件与所述第一驱动组件连接，以用于驱动所述第一驱动组件沿第一方向滑动，所述第一驱动组件用于驱动所述操作头绕所述第一方向转动；所述第一驱动组件包括中空的转轴，所述操作头与所述转轴连通以用于形成连通的腔体，所述负压气管用于抽吸所述腔体以形成真空。
本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本发明实施例提供的运行机构和晶片吸附装置，其中，运行机构包括：操作头、与操作头转动驱动连接的第一驱动组件、以及配置于驱动操作头滑动的第二驱动组件；其中，第二驱动组件与第一驱动组件连接，以用于驱动第一驱动组件沿第一方向滑动，第一驱动组件用于驱动操作头绕第一方向转动；第一驱动组件包括中空的转轴，操作头与转轴连通以用于形成连通的腔体。利用本发明实施例提供的运行机构，通过第二驱动组件带动第一驱动组件沿第一方向滑动，从而使得第一驱动组件可以对操作头的位移位置进行调整，同时，通过第一驱动组件带动操作头绕第一方向转动，可以调节操作头的转动位置，从而实现位置校准，在运行过程中提高运行机构操作的准确性。同时，第一驱动组件包括中空的转轴，操作头与转轴连通，通过转轴可以进行真空吸附或通入液体进行喷射。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图中：
图1是本发明实施例提供的运行机构的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的运行机构的爆炸图；
图3是本发明实施例提供的第一驱动组件和操作头的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的第一驱动组件和操作头的爆炸图；
图5是本发明实施例提供的第二驱动组件的结构示意图。
附图标记：
100、运行机构；110、操作头；120、第一驱动组件；130、第二驱动组件；140、第一基座；150、第二基座；160、第一传感器；
111、芯部；112、第一固定套；113、第二固定套；
121、第一驱动件；122、转轴；123、接头；124、转接块；125、密封圈；126、光学观测窗；
161、光栅尺；162、光栅尺读数头；163、读数头基座。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
参考图1至图5，依据本发明实施例提供的运行机构100包括：操作头110、与操作头110转动驱动连接的第一驱动组件120、以及配置于驱动操作头110滑动的第二驱动组件130。其中，第二驱动组件130与第一驱动组件120连接，以用于驱动第一驱动组件120沿第一方向滑动，第一驱动组件120用于驱动操作头110绕第一方向转动；第一驱动组件120包括中空的转轴122，操作头110与转轴122连通以用于形成连通的腔体。利用本发明实施例提供的运行机构100，通过第二驱动组件130驱动第一驱动组件120沿第一方向滑动，使得第一驱动组件120带动操作头110沿第一方向滑动，还可以通过第二驱动组件130带动操作头110绕第一方向转动，从而实现对操作头110的位置校准。同时，中空的转轴122与操作头110连通，这样可以通过转轴122抽吸气体，使得操作头110可以进行真空负压吸附，也可以进行真空正压吹出，或通过转轴122通入液体，从操作头110喷出。
第一方向可以为水平方向。在一具体实施方式中，参考图1，第一方向也可以为垂直方向，即第一方向为图示的A方向，第二方向为图示的B方向。第一方向为与操作头110的中轴线L平行的方向。第二方向为绕操作头110的中轴线L转动的方向。
第二驱动组件130驱动第一驱动组件120沿第一方向滑动，使得第一驱动组件120带动操作头110沿第一方向滑动。具体地，第二驱动组件130驱动第一驱动组件120沿第一方向线性运动。第二驱动组件130包括直线电机或音圈电机，直线电机可以带动第一驱动组件120做直线往复运行。第一驱动组件120包括第一驱动件121和转轴122，第一驱动件121包括旋转电机，旋转电机带动转轴122做旋转运动。
操作头110包括芯部111和第一固定套112。芯部111具有开口和与开口连通的芯内腔；芯部111与转轴122连通以用于形成连通的腔体；芯部111穿设于第一固定套112内，第一固定套112与转轴122连接。具体地，芯部111为中空的柱状结构，柱状结构具有中空的芯内腔，柱状结构的两侧均设置有开口，芯内腔连通两侧的开口。这样，柱状结构的一侧开口与转轴122连接，柱状结构的另一侧开口与芯内腔连通可以实现气体、液体和/或光束经由芯内腔和开口通过。例如，对于气体或液体，既可以正压流出，也可以负压吸入，对于光束，可以通过开口照射出来。
芯部111穿设于第一固定套112内，芯部111与第一固定套112可以通过过盈配合进行固定连接。在一具体实施方式中，操作头110还包括第二固定套113，第二固定套113套设于第一固定套112的周侧。第一固定套112为夹头状的圆柱结构，第一固定套112的一端具有倒角斜坡。第二固定套113为螺母，螺母的内螺纹的一端具有斜坡，通过第二固定套113的斜坡压住第一固定套112的倒角斜坡来夹紧芯部111。
运行机构100还包括第一传感器160，第一传感器160用于控制第二驱动组件130完成第一预设行程。第一传感器160可以实现对第二驱动组件130位移的粗调，如预先设置第一预设行程的数值范围为5cm，这样第二驱动组件130移动5cm后达到预设的特定位置。当然，也可以设置第一预设行程的数值为其他数值，例如4cm或6cm。第一传感器160控制第二驱动组件130完成第一预设行程，在第二驱动组件130完成第一预设行程时，第二驱动组件130同步驱动第一驱动组件120完成第一预设行程，第一驱动组件120带动操作头110完成第一预设行程，使得操作头110靠近目标位置。
第一传感器160包括光电编码器或磁栅编码器中的一种或多种。编码器是将信号或数据进行编制，转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器包括光电编码器或磁栅编码器中的一种或多种。光电编码器的优点是体积小、精度高、分辨度高、无接触、且无磨损。磁栅编码器的优点是体积适中、无接触、无磨损、且抗恶劣环境。
参考图2，光电编码器包括光栅尺161、光栅尺读数头162、以及读数头基座163。光栅尺读数头162安装在读数头基座163上，读数头基座163安装在第二基座150上。光栅尺161安装在光栅尺读数头162的上方。这样，光栅尺161可以检测第一基座140的位移。
运行机构100还包括第二传感器(图未示)，第二传感器用于实时监控第二驱动组件130在第二预设行程的运行状态并控制第二驱动组件130的运行。在对第二驱动组件130进行粗调后，通过第二传感器可以实现精确控制第二驱动组件130在第二预设行程的停止位置，这样可以实现对第二驱动组件130位移的细调。
在一具体实施方式中，第二预设行程的数值范围小于第一预设行程的数值范围，通过实时监控第二驱动组件130在第二预设行程的运行状态，从而控制第二驱动组件130带动第一驱动组件120也实现位移的细调，进而可以使得操作头110的位置校准更加准确。在一具体实施方式中，可以预先设置第二预设行程的数值范围为0.1cm，这样，第二传感器控制第二驱动组件130的位移可以小于或等于0.1cm。
通过实时监控第二驱动组件130在第二预设行程的运行，从而控制第二驱动组件130带动第一驱动组件120实现位移的细调，进而可以使得操作头110的位置校准更加准确。
例如，第二预设行程的数值为0.1cm，第二驱动组件130在运行0.1cm行程过程中，若第二传感器被触发(如操作头110触碰到基板)，则运行中断。这样实现了事先并不确切知道准确高度的精准控制。如第二传感器一直没有触发，第二驱动组件运行0.1cm停止。
第二传感器包括压力传感器、力反馈传感器、电流传感器中的一种或多种。第二传感器可以设置在芯部111的周侧上，第二传感器还可以设置在第二驱动组件130上。
运行机构100还包括控制器，控制器安装在第二驱动组件130上与第二驱动组件130电性连接，控制器上设置有电源接口和网线接口。电源接口可以连接24V电压，网线接口可以与外部网络进行通信连接，以实现通讯功能。网线接口可以通过CAN总线或Ethercat总线进行连接。
第一驱动组件120还包括接头123和转接块124，接头123安装在转接块124上，转接块124与转轴122连接。转接块124用于控制转轴122中通入的气体、液体等。接头123可以与外部的真空发生器连接，或与外部的水泵连接以通过导入水流至转接块124中。
运行机构100还包括第一基座140和第二基座150，第一驱动组件120安装在第一基座140上，第二驱动组件130安装在第二基座150上且与第一驱动组件120连接。
第二驱动组件130包括直线电机，直线电机包括线圈和磁铁，线圈绕磁铁的周侧设置。具体地，直线电机包括定子和动子，定子与第二基座150固定连接，动子与第一基座140连接。通过动子的运动带动第一基座140相对于第二基座150运动。
第一驱动组件120还包括光学观测窗126。光学观测窗126设置在转接块124上且远离芯部111的一侧。光学观测窗126采用玻璃制成，玻璃的透光率高达96％，可以便于观测晶片吸附情况。当然了，光学观测窗126也可以选择其他透光率高的材料制成。通过光学观测窗126可以查看芯部111是否吸附起晶片，或者检测芯部111是否被堵塞。光学观测窗126固定安装在转接块124上，具体地，光学观测窗126通过螺钉固定安装在转接块124上。
为了提高转轴122中的气密性，第一驱动组件120还包括密封圈125，光学观测窗126与转接块124之间设置有密封圈125，密封圈125用于密封光学观测窗126与转接块124之间的空隙，以提高转接块124中的气密性，进而提高晶片吸附的效率。在一具体实施方式中，可以设置密封圈125的数量为3个，这样能够起到更好的密封效果。
本发明实施例还提供了一种晶片吸附装置，包括：操作头110、与操作头110转动驱动连接的第一驱动组件120、配置于驱动操作头110滑动的第二驱动组件130、以及负压气管；其中，第二驱动组件130与第一驱动组件120连接，以用于驱动第一驱动组件120沿第一方向滑动，第一驱动组件120用于驱动操作头110绕第一方向转动；第一驱动组件120包括中空的转轴122，操作头110与转轴122连通以用于形成连通的腔体，负压气管用于抽吸腔体以形成真空。这样，通过第一驱动组件120调整操作头110的旋转角度，从而调整晶片的旋转位置，以使得将晶片能够准确地放置于触点上，实现晶片的电接触导通。
在固晶过程中，晶片吸附装置将晶体盘上的晶片进行吸附，从而将晶体盘上的晶片转移至固晶盘上。由于晶体盘放置时很难呈绝对的水平状态，进而导致放置于晶体盘上的晶片也不是处于绝对的水平状态，晶体盘上的多个晶片之间会存在高度差。此时，通过第二驱动组件130对操作头110的位移位置进行调整，调整操作头110与晶体盘之间的间隔间距，从而使得操作头110对晶片的吸附更加准确，避免由于晶体盘倾斜而使得操作头110在吸附晶片的过程中对晶片过度挤压，能够防止晶片的损坏。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种运行机构，其特征在于，包括：
操作头、与所述操作头转动驱动连接的第一驱动组件、以及配置于驱动所述操作头滑动的第二驱动组件；其中，
所述第二驱动组件与所述第一驱动组件连接，以用于驱动所述第一驱动组件沿第一方向滑动，所述第一驱动组件用于驱动所述操作头绕所述第一方向转动；
所述第一驱动组件包括中空的转轴，所述操作头与所述转轴连通以用于形成连通的腔体。
2.根据权利要求1所述的运行机构，其特征在于，所述操作头包括：
芯部，所述芯部具有开口和与所述开口连通的芯内腔；所述芯部与所述转轴连通以用于形成连通的腔体；
第一固定套，所述芯部穿设于所述第一固定套内，所述第一固定套与所述转轴连接。
3.根据权利要求1所述的运行机构，其特征在于，所述运行机构还包括第一传感器，所述第一传感器用于控制所述第二驱动组件完成第一预设行程。
4.根据权利要求3所述的运行机构，其特征在于，所述第一传感器包括光电编码器或磁栅编码器中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的运行机构，其特征在于，所述运行机构还包括第二传感器，所述第二传感器用于实时监控所述第二驱动组件在第二预设行程的运行状态并控制所述第二驱动组件的运行。
6.根据权利要求要求5所述的运行机构，其特征在于，所述第二传感器包括压力传感器、力反馈传感器、电流传感器中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的运行机构，其特征在于，所述运行机构还包括控制器，所述控制器安装在所述第二驱动组件上，所述控制器上设置有电源接口和网线接口。
8.根据权利要求1所述的运行机构，其特征在于，所述第一驱动组件还包括接头和转接块，所述接头安装在所述转接块上，所述转接块与所述转轴连接。
9.根据权利要求1所述的运行机构，其特征在于，所述运行机构还包括第一基座和第二基座，所述第一驱动组件安装在所述第一基座上，所述第二驱动组件安装在所述第二基座上且与所述第一驱动组件连接。
10.一种晶片吸附装置，其特征在于，包括：操作头、与所述操作头转动驱动连接的第一驱动组件、配置于驱动所述操作头滑动的第二驱动组件、以及负压气管；其中，
所述第二驱动组件与所述第一驱动组件连接，以用于驱动所述第一驱动组件沿第一方向滑动，所述第一驱动组件用于驱动所述操作头绕所述第一方向转动；所述第一驱动组件包括中空的转轴，所述操作头与所述转轴连通以用于形成连通的腔体，所述负压气管用于抽吸所述腔体以形成真空。
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