CN113394155A - 吸嘴调节机构、芯片搬运装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吸嘴调节机构、芯片搬运装置及方法。吸嘴调节机构包括：基座、电机、传动组件、第一螺杆、第二螺杆及第三螺杆，所述电机固设于所述基座上，所述电机一端的输出轴通过所述传动组件与所述第一螺杆连接，所述第一螺杆与所述第三螺杆连接，所述电机另一端的输出轴与所述第二螺杆连接，所述第一螺杆上设有用于与第一吸嘴组件连接的第一螺母连接座，所述第二螺杆上设有用于与第二吸嘴组件连接的第二螺母连接座，所述第三螺杆上设有用于与第三吸嘴组件连接的第三螺母连接座，所述基座还用于固设恒定吸嘴组件。不仅能达到调节吸嘴间距的目的，适应不同间距芯片地搬运，而且占有较小空间。

Description

吸嘴调节机构、芯片搬运装置及方法

技术领域

本发明涉及芯片搬运技术领域，特别是涉及一种吸嘴调节机构、芯片搬运装置及方法。

背景技术

在半导体后道以及表面贴装工艺中，有大量的利用吸头取放芯片的工艺，为提高效率，往往采用间距固定的多吸头机构，尤其四吸嘴机构。但各个芯片由于尺寸以及取放目标区域的限制、不同封装芯片、不同的封装工艺或者同一工艺但在不同的封装工位之间，芯片的间距可能不同，这对于多吸头机构的间距提出了自适应的需求。传统的多吸头机构为实现间距调节，采用的结构往往比较复杂，占有空间较大。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种吸嘴调节机构、芯片搬运装置及方法，不仅能灵活调节吸嘴间距，而且空间占有较小。

一种吸嘴调节机构，包括：基座、电机、传动组件、第一螺杆、第二螺杆及第三螺杆，所述电机固设于所述基座上，所述电机一端的输出轴通过所述传动组件与所述第一螺杆连接，所述第一螺杆与所述第三螺杆连接，所述电机另一端的输出轴与所述第二螺杆连接，所述第一螺杆上设有用于与第一吸嘴组件连接的第一螺母连接座，所述第二螺杆上设有用于与第二吸嘴组件连接的第二螺母连接座，所述第三螺杆上设有用于与第三吸嘴组件连接的第三螺母连接座，所述基座还用于固设恒定吸嘴组件。

利用本发明的吸嘴调节机构，当需要调节恒定吸嘴组件与第一吸嘴组件之间、第一吸嘴组件与第二吸嘴组件之间及第二吸嘴组件与第三吸嘴组件之间的间距时，电机启动一端通过传动组件驱动第一螺杆转动，第一螺母连接座沿第一螺杆移动，第一螺杆带动第三螺杆转动，第三螺母连接座沿第三螺杆移动，电机另一端带动第二螺杆转动，第二螺母连接座沿第二螺杆移动，进而能带动与第一螺母连接座连接的第一吸嘴组件、与第二螺母连接座连接的第二吸嘴组件及与第三螺母连接座连接的第三吸嘴组件移动，从而能达到调节吸嘴间距的目的，能适应不同间距芯片地搬运，而且对第一螺杆、第三螺杆与第二螺杆位置分层布置，通过同一电机驱动，占有较小空间。该吸嘴调节机构采用的零部件简单，稳定性高，误差累积少，距离调整的精度和重复性在螺杆精度范围内可控，在芯片烧录领域以及芯片贴装领域内非常具有实用价值。

在其中一实施例中，所述电机、传动组件、第一螺杆、第二螺杆及第三螺杆与位于所述基座的其中一侧，所述恒定吸嘴组件、第一吸嘴组件、第二吸嘴组件及第三吸嘴组件位于所述基座另一侧。

在其中一实施例中，所述第一螺杆的螺距为a、第二螺杆的螺距为b、第三螺杆的螺距为c，其中a：b：c为1：2：3。

在其中一实施例中，所述基座设有所述电机的侧面上设有安装座，所述第一螺杆与所述第三螺杆通过联轴器固定连接，所述第二螺杆与第三螺杆呈上下间隔布置在所述安装座上。

在其中一实施例中，所述基座设有所述恒定吸嘴组件的侧面上设有导轨，所述导轨沿所述第二螺杆的长度方向设置，所述第一吸嘴组件、第二吸嘴组件及第三吸嘴组件分别通过滑块与所述导轨滑动连接。

在其中一实施例中，所述传动组件包括第一同步轮、第二同步轮及套设在第一同步轮与第二同步轮上的同步带，所述第一同步轮与所述第一螺杆固定连接，所述第二同步轮与所述电机的一端输出轴固定连接；

或者，所述传动组件包括相啮合的第一齿轮与第二齿轮，所述第一齿轮与所述第一螺杆固定连接，所述第二齿轮与所述电机的一端输出轴固定连接。

一种芯片搬运装置，包括恒定吸嘴组件、第一吸嘴组件、第二吸嘴组件、第三吸嘴组件及任意所述的吸嘴调节机构，所述恒定吸嘴组件固设于所述基座上，所述第一吸嘴组件与所述第一螺母连接座，所述第二吸嘴组件与所述第二螺母连接座，所述第三吸嘴组件与所述第三螺母连接座，所述恒定吸嘴组件、第一吸嘴组件、第二吸嘴组件及第三吸嘴组件沿所述第二螺杆的长度方向依次间隔设置。

上述芯片搬运装置，当需要调节恒定吸嘴组件与第一吸嘴组件之间、第一吸嘴组件与第二吸嘴组件之间及第二吸嘴组件与第三吸嘴组件之间的间距时，电机启动一端通过传动组件驱动第一螺杆转动，第一螺母连接座沿第一螺杆移动，第一螺杆带动第三螺杆转动，第三螺母连接座沿第三螺杆移动，电机另一端带动第二螺杆转动，第二螺母连接座沿第二螺杆移动，进而能带动第一吸嘴组件、与第二吸嘴组件及与第三吸嘴组件移动，从而达到调节吸嘴间距的目的，能适应不同间距芯片的搬运，而且对第一螺杆、第三螺杆与第二螺杆位置分层布置，通过同一电机驱动，占有较小空间。该芯片搬运装置采用的零部件简单，稳定性高，误差累积少，距离调整的精度和重复性在螺杆精度范围内可控，在芯片烧录领域以及芯片贴装领域内非常具有实用价值。

在其中一实施例中，所述的芯片搬运装置还包括控制器及光学镜头，所述控制器分别与所述电机及所述光学镜头电性连接。

在其中一实施例中，所述恒定吸嘴组件、第一吸嘴组件、第二吸嘴组件及第三吸嘴组件均包括连接座、线圈、磁体及活动轴，所述连接座与所述基座连接，所述连接座设有上下贯穿的安装孔，所述活动轴穿设于所述安装孔，所述活动轴与所述磁体连接，所述线圈固设于所述安装孔内且所述线圈套设在所述磁体外，所述线圈与所述控制器电性连接，所述活动轴的底端设有吸头。

一种芯片搬运方法，采用上述任一芯片搬运装置，包括如下步骤：

获取芯片放置位置信息；

根据所述芯片放置位置信息判断是否需要调整吸嘴间距，所述吸嘴间距是指恒定吸嘴组件与第一吸嘴组件之间、第一吸嘴组件与第二吸嘴组件之间及第二吸嘴组件与第三吸嘴组件之间的间距；

若需要调整，则发送调整指令，所述调整指令用于控制电机带动第一螺杆、第二螺杆及第三螺杆转动，以使恒定吸嘴组件与第一吸嘴组件之间、第一吸嘴组件与第二吸嘴组件之间及第二吸嘴组件与第三吸嘴组件之间的间距与芯片放置位置处的芯片之间的间距匹配。

上述芯片搬运方法，通过自动调节吸嘴间距，能自适应实现对具有不同间距的芯片的搬运，有效提高芯片搬运效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为一实施例中芯片搬运装置的其中一视角的示意图；以及

图2为一实施例中芯片搬运装置的另一视角的示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

下面结合附图来详细描述本公开的具体实施方式。

参照图1、2，本申请一实施例提供一种芯片搬运装置，包括恒定吸嘴组件10、第一吸嘴组件20、第二吸嘴组件30、第三吸嘴组件40及吸嘴调节机构50。通过设置吸嘴调节机构50能实现对恒定吸嘴组件10与第一吸嘴组件20之间、第一吸嘴组件20与第二吸嘴组件30之间及第二吸嘴组件30与第三吸嘴组件40之间的间距调节。

在其中一实施例中，吸嘴调节机构50包括：基座510、电机520、传动组件530、第一螺杆540、第二螺杆550、第三螺杆560，所述电机520固设于所述基座510上，所述电机520一端的输出轴通过所述传动组件530与所述第一螺杆540连接，所述第一螺杆540与所述第三螺杆560连接，所述电机520另一端的输出轴与所述第二螺杆550连接，所述第一螺杆540上设有用于与第一吸嘴组件20连接的第一螺母连接座542，所述第二螺杆550上设有用于与第二吸嘴组件30连接的第二螺母连接座552，所述第三螺杆560上设有用于与第三吸嘴组件40连接的第三螺母连接座562，所述基座510还用于固设恒定吸嘴组件10。

其中，所述恒定吸嘴组件10固设于所述基座510上，所述第一吸嘴组件20与所述第一螺母连接座542，所述第二吸嘴组件30与所述第二螺母连接座552，所述第三吸嘴组件40与所述第三螺母连接座562。所述恒定吸嘴组件10、第一吸嘴组件20、第二吸嘴组件30及第三吸嘴组件40沿所述第二螺杆550的长度方向依次间隔设置。即本实施例中恒定吸嘴组件10相对基座510位置固定，第一吸嘴组件20、第二吸嘴组件30、第三吸嘴组件40相对基座510能移动调整间距。在其他实施例中，也可以调整为各个吸嘴组件以某个点为中心等间距调整或者不间距调整。

当需要调节恒定吸嘴组件10与第一吸嘴组件20之间、第一吸嘴组件20与第二吸嘴组件30之间及第二吸嘴组件30与第三吸嘴组件40之间的间距时，电机520启动一端通过传动组件530驱动第一螺杆540转动，第一螺母连接座542沿第一螺杆540移动，第一螺杆540带动第三螺杆560转动，第三螺母连接座562沿第三螺杆560移动，电机520另一端带动第二螺杆550转动，第二螺母连接座552沿第二螺杆550移动，进而能带动第一吸嘴组件20、与第二吸嘴组件30及与第三吸嘴组件40移动，从而达到调节吸嘴间距的目的，能适应不同间距芯片的搬运，而且对第一螺杆540、第三螺杆560与第二螺杆550位置分层布置，通过同一电机520驱动，占有较小空间。该吸嘴调节机构50及芯片搬运装置采用的零部件简单，稳定性高，误差累积少，距离调整的精度和重复性在螺杆精度范围内非常可控，在芯片烧录领域以及芯片贴装领域内非常具有实用价值。

在其他实施例中，也可以通过减少螺杆，改为三组甚至两组吸嘴组件；或者可以通过增加螺杆的数量，改为多于四组吸嘴组件。

可选地，所述传动组件530为带轮机构件或者齿轮机构。参照图1，其中一实施例中，所述传动组件530包括第一同步轮532、第二同步轮534及套设在第一同步轮与第二同步轮上的同步带536，所述第一同步轮532与所述第一螺杆540固定连接，所述第二同步轮534与所述电机520的一端输出轴固定连接。电机520一端的输出轴将动力传递至第二同步轮534，第二同步轮534通过同步带536将动力传递至第一同步轮532，从而带动第一螺杆540转动。在其他实施例中，所述传动组件530包括相啮合的第一齿轮与第二齿轮，所述第一齿轮与所述第一螺杆540固定连接，所述第二齿轮与所述电机520的一端输出轴固定连接。电机520将动力传递至第二齿轮，第二齿轮再将动力传递至与之啮合的第一齿轮，从而带动第一螺杆540转动。

可选地，在其中一实施例中，所述第一螺杆540的螺距为a、第二螺杆550的螺距为b、第三螺杆560的螺距为c，其中a：b：c为1：2：3。该实例中，各个螺杆旋转速度相同，螺距比例控制为1：2：3，从而达到吸嘴间距均匀调整的目的，而且能有效节省占有空间。各螺杆螺距如此设计保证了装置自身可以通过一个电机520达到等间距无极可调的目的，从而也使得控制算法非常简单直接，可以在芯片抓取和放置过程中，达到同取同放，大大提高了生产效率。在其他实施例中，传动组件530也可以利用同步带变速机构或者齿轮变速机构等，使不同螺杆的输出成比例的旋转速度，从而到达均匀调速的目的，各个螺杆可以采用相同的牙距。

进一步地，在其中一实施例中，所述电机520、传动组件530、第一螺杆540、第二螺杆550及第三螺杆560与位于所述基座510的其中一侧，所述恒定吸嘴组件10、第一吸嘴组件20、第二吸嘴组件30及第三吸嘴组件40位于所述基座510另一侧。参照图2，基座510上设有让位孔512，便于螺母连接座穿过让位孔512与吸嘴组件连接。将吸嘴组件与其对应的螺杆分别设置在基座510的不同侧，使装置整体布局更合理，占有空间更小。

参照图1，在其中一实施例中，所述基座510设有所述电机520的侧面上设有安装座514，所述第一螺杆540与所述第三螺杆560通过联轴器固定连接，所述第二螺杆550与第三螺杆560呈上下间隔布置在所述安装座514上。图1中示出第二螺杆550设置在第三螺杆560与第一螺杆540上方，电机520启动后，带动第二螺杆550、第一螺杆540及第三螺杆560相对安装座514转动。将螺杆在基座510高度方向间隔布置，能有效减少装置在基座510厚度方向上的空间占有。可选地，安装座514上设有与各螺杆匹配的轴承。

参照图2，在其中一实施例中，所述基座510设有所述恒定吸嘴组件10的侧面上设有导轨516，所述导轨516沿所述第二螺杆550的长度方向设置，所述第一吸嘴组件20、第二吸嘴组件30及第三吸嘴组件40分别通过滑块与所述导轨516滑动连接。如此设置，在导轨516与滑块的导向下，使得第一吸嘴组件20、第二吸嘴组件30及第三吸嘴组件40在第一螺母连接座542、第二螺母连接座552及第三螺母连接座562的带动下，沿第二螺杆550的长度方向移动时能更平稳顺畅地移动。

进一步地，在其中一实施例中，所述的芯片搬运装置还包括控制器及光学镜头570，所述控制器分别与所述电机520及所述光学镜头570电性连接。通过光学镜头570可自动获取芯片放置位置信息，控制器能自动判断是否需要调整各吸嘴组件的间距以匹配芯片的间距，进而控制电机520启动。

在其中一实施例中，所述恒定吸嘴组件10、第一吸嘴组件20、第二吸嘴组件30及第三吸嘴组件40均包括连接座610、线圈、磁体及活动轴620，所述连接座610与所述基座510连接，所述连接座610设有上下贯穿的安装孔，所述活动轴620穿设于所述安装孔，所述活动轴620与所述磁体连接，所述线圈固设于所述安装孔内且所述线圈套设在所述磁体外，所述线圈与所述控制器电性连接，所述活动轴的底端设有吸头630。在吸头630吸取芯片z向运动过程中，通过控制器控制线圈电流的大小，从而改变与磁体连接的活动轴的运行速度，实现对芯片的过压保护。

本申请另一实施例提供一种芯片搬运方法，采用上述任一实施例的芯片搬运装置，包括如下步骤：

S100：获取芯片放置位置信息。可通过光学镜头自动识别芯片放置位置信息；或者通过上位机指令控制等方式获取芯片放置位置信息。如当芯片搬运装置在芯片放置位置一和芯片放置位置二之间切换时，控制器会调取预先定义好的吸嘴间距值。

S200：根据所述芯片放置位置信息判断是否需要调整吸嘴间距，所述吸嘴间距是指恒定吸嘴组件10与第一吸嘴组件20之间、第一吸嘴组件20与第二吸嘴组件30之间及第二吸嘴组件30与第三吸嘴组件40之间的间距。

S300：若需要调整，则发送调整指令，所述调整指令用于控制电机520带动第一螺杆540、第二螺杆550及第三螺杆560转动，以使恒定吸嘴组件10与第一吸嘴组件20之间、第一吸嘴组件20与第二吸嘴组件30之间及第二吸嘴组件30与第三吸嘴组件40之间的间距与芯片放置位置处的芯片之间的间距匹配。如果需要调整，则在芯片搬运装置整体沿XY运动的同时，各吸嘴组件的间距调整完毕。一般XY运动距离相对较大，用时较多，吸嘴间距的调整将不会额外占用装置的运动时间。

该芯片搬运方法，通过自动调节吸嘴间距，能自适应实现对具有不同间距的芯片的搬运，有效提高芯片搬运效率。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，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，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明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”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种吸嘴调节机构，其特征在于，包括：基座、电机、传动组件、第一螺杆、第二螺杆及第三螺杆，所述电机固设于所述基座上，所述电机一端的输出轴通过所述传动组件与所述第一螺杆连接，所述第一螺杆与所述第三螺杆连接，所述电机另一端的输出轴与所述第二螺杆连接，所述第一螺杆上设有用于与第一吸嘴组件连接的第一螺母连接座，所述第二螺杆上设有用于与第二吸嘴组件连接的第二螺母连接座，所述第三螺杆上设有用于与第三吸嘴组件连接的第三螺母连接座，所述基座还用于固设恒定吸嘴组件。

2.根据权利要求1所述的吸嘴调节机构，其特征在于，所述电机、传动组件、第一螺杆、第二螺杆及第三螺杆与位于所述基座的其中一侧，所述恒定吸嘴组件、第一吸嘴组件、第二吸嘴组件及第三吸嘴组件位于所述基座另一侧。

3.根据权利要求2所述的吸嘴调节机构，其特征在于，所述第一螺杆的螺距为a、第二螺杆的螺距为b、第三螺杆的螺距为c，其中a：b：c为1：2：3。

4.根据权利要求3所述的吸嘴调节机构，其特征在于，所述基座设有所述电机的侧面上设有安装座，所述第一螺杆与所述第三螺杆通过联轴器固定连接，所述第二螺杆与第三螺杆呈上下间隔布置在所述安装座上。

5.根据权利要求4所述的吸嘴调节机构，其特征在于，所述基座设有所述恒定吸嘴组件的侧面上设有导轨，所述导轨沿所述第二螺杆的长度方向设置，所述第一吸嘴组件、第二吸嘴组件及第三吸嘴组件分别通过滑块与所述导轨滑动连接。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的吸嘴调节机构，其特征在于，所述传动组件包括第一同步轮、第二同步轮及套设在第一同步轮与第二同步轮上的同步带，所述第一同步轮与所述第一螺杆固定连接，所述第二同步轮与所述电机的一端输出轴固定连接；

或者，所述传动组件包括相啮合的第一齿轮与第二齿轮，所述第一齿轮与所述第一螺杆固定连接，所述第二齿轮与所述电机的一端输出轴固定连接。

7.一种芯片搬运装置，其特征在于，包括恒定吸嘴组件、第一吸嘴组件、第二吸嘴组件、第三吸嘴组件及权利要求1至6任意一项所述的吸嘴调节机构，所述恒定吸嘴组件固设于所述基座上，所述第一吸嘴组件与所述第一螺母连接座，所述第二吸嘴组件与所述第二螺母连接座，所述第三吸嘴组件与所述第三螺母连接座，所述恒定吸嘴组件、第一吸嘴组件、第二吸嘴组件及第三吸嘴组件沿所述第二螺杆的长度方向依次间隔设置。

8.根据权利要求7所述的芯片搬运装置，其特征在于，还包括控制器及光学镜头，所述控制器分别与所述电机及所述光学镜头电性连接。

9.根据权利要求8所述的芯片搬运装置，其特征在于，所述恒定吸嘴组件、第一吸嘴组件、第二吸嘴组件及第三吸嘴组件均包括连接座、线圈、磁体及活动轴，所述连接座与所述基座连接，所述连接座设有上下贯穿的安装孔，所述活动轴穿设于所述安装孔，所述活动轴与所述磁体连接，所述线圈固设于所述安装孔内且所述线圈套设在所述磁体外，所述线圈与所述控制器电性连接，所述活动轴的底端设有吸头。

10.一种芯片搬运方法，其特征在于，采用权利要求7-9任一项所述的芯片搬运装置，包括如下步骤：

获取芯片放置位置信息；

根据所述芯片放置位置信息判断是否需要调整吸嘴间距，所述吸嘴间距是指恒定吸嘴组件与第一吸嘴组件之间、第一吸嘴组件与第二吸嘴组件之间及第二吸嘴组件与第三吸嘴组件之间的间距；

若需要调整，则发送调整指令，所述调整指令用于控制电机带动第一螺杆、第二螺杆及第三螺杆转动，以使恒定吸嘴组件与第一吸嘴组件之间、第一吸嘴组件与第二吸嘴组件之间及第二吸嘴组件与第三吸嘴组件之间的间距与芯片放置位置处的芯片之间的间距匹配。

Images