CN113460674B - 一种芯片拾取头组件及芯片拾取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种芯片拾取头组件，包括吸嘴杆、旋转驱动组件和荷重调节组件。吸嘴杆设置有多个，且任意一吸嘴杆上均设置有用于拾取芯片的吸嘴；旋转驱动组件与吸嘴杆相连，用于驱动吸嘴杆旋转；荷重调节组件与吸嘴杆相连，用于驱动吸嘴杆升降。本发明提出的多拾取头的芯片拾取头组件，能够在保证精度的同时，极大地提高芯片的拾取效率，以有效解决目前单拾取头芯片拾取效率低的问题。本发明还提出一种包含上述芯片拾取头组件的芯片拾取装置，其能够在保证精度的同时，极大地提高芯片的拾取效率；且该装置具备结构简单、精度高、反应速度快、集成度高、安全可靠、寿命长等特点，能够满足封装设备的高产能要求，实用性强。

Description

一种芯片拾取头组件及芯片拾取装置

技术领域

本发明属于芯片封装技术领域，涉及一种芯片拾取装置，特别是涉及一种多拾取头的芯片拾取头组件及芯片拾取装置。

背景技术

芯片拾取装置是芯片贴片机的关键部件，拾取头的精度、效率直接影响贴片精度和芯片贴片机的性能。

传统的芯片拾取装置是采用单拾取头将芯片拾取后粘贴，拾取效率低，无法满足现有芯片封装设备中对于高产能的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种多拾取头的芯片拾取头组件及芯片拾取装置，以解决上述现有芯片拾取装置所存在的芯片拾取效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种芯片拾取头组件，包括：

吸嘴杆，所述吸嘴杆设置有多个，且任意一所述吸嘴杆上均设置有用于拾取芯片的吸嘴；

旋转驱动组件，所述旋转驱动组件与所述吸嘴杆相连，用于驱动所述吸嘴杆旋转；

荷重调节组件，所述荷重调节组件与所述吸嘴杆相连，用于驱动所述吸嘴杆升降。

可选的，所述荷重调节组件包括：

气缸，所述气缸的活塞杆连接所述吸嘴杆，用于驱动所述吸嘴杆向第一方向移动；

弹簧，所述弹簧套设于所述吸嘴杆上，所述弹簧的一端位置固定，另一端与所述吸嘴杆固定连接；所述弹簧始终保持压缩或拉伸状态，用于驱动所述吸嘴杆向第二方向移动；

所述第一方向和所述第二方向位于同一直线上，且方向相反。

可选的，所述旋转驱动组件包括：

旋转电机；

电机齿轮，所述电机齿轮固定连接于所述旋转电机的输出端；

吸嘴杆齿轮，所述吸嘴杆齿轮固定连接于所述吸嘴杆上，且所述吸嘴杆齿轮与所述电机齿轮啮合。

可选的，所述电机齿轮同时与多个所述吸嘴杆齿轮啮合。

可选的，所述吸嘴杆并排设置有两个。

同时，本发明提出一种芯片拾取装置，包括机体和如上所述的芯片拾取头组件，所述芯片拾取头组件安装于所述机体上。

可选的，芯片拾取装置还包括精度调整机构，所述精度调整机构包括：

第一精度调整板，所述第一精度调整板通过升降组件安装于所述机体上；

第二精度调整板，所述第二精度调整板的一板面与所述第一精度调整板可转动连接，所述第二精度调整板的另一板面与所述芯片拾取头组件可转动连接。

可选的，所述升降组件包括：

线性导轨，所述线性导轨固定安装于所述机体上；

滑块，所述滑块滑动安装于所述线性导轨上；所述第一精度调整板固定连接于所述滑块上；

升降电机，所述升降电机通过动力转动组件与所述滑块连接，以驱动所述滑块沿所述线性导轨滑动。

可选的，芯片拾取装置还包括电机连接支座，主要用于安装所述旋转驱动组件的所述旋转电机；所述电机连接支座固定安装于所述第二精度调整板上；所述芯片拾取头组件包括用于穿过所述吸嘴杆的吸嘴杆导向套，所述吸嘴杆导向套通过压块压紧固定于所述电机连接支座的一侧。

可选的，所述吸嘴杆上安装有弹簧挡块，所述机体上固定安装有弹簧支撑，所述弹簧的两端分别抵接于所述弹簧挡块和所述弹簧支撑上；所述弹簧挡块的位置可调，以调节所述弹簧的弹力；所述吸嘴杆上还安装有吸嘴杆挡块，其能够与机体配合，限制所述吸嘴杆的升降行程。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提出的多拾取头的芯片拾取头组件，多个(两个及两个以上)拾取头能够在保证精度的同时，极大地提高芯片的拾取效率，可有效解决目前单拾取头芯片拾取效率低的问题。

本发明还公开一种双拾取头的芯片拾取头组件，双拾取头的旋转通过吸嘴杆齿轮与旋转电机的齿轮连接传递动力；单旋转电机的传动布置结构紧凑，降低了成本；通过气缸和弹簧配合，通过对气缸的压力控制，既可以控制拾取头，即吸嘴杆的荷重，又可以控制每个拾取头的升降，确保单个拾取头单独工作，另一个拾取头可以避让，这样就实现了双拾取头既可以同时工作，又可以单独工作。

此外，本发明提出一种具备上述芯片拾取头组件的芯片拾取装置，其能够在保证精度的同时，极大地提高芯片的拾取效率。该装置具备结构简单、精度高、反应速度快、集成度高、安全可靠、寿命长等特点，能够满足封装设备的高产能要求，实用性强。

附图说明

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所公开的双拾取头芯片拾取装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所公开的双拾取头芯片拾取装置的左视图；

图3为本发明实施例所公开的双拾取头芯片拾取装置的剖面图；

其中，附图标记为：1-吸嘴杆，2-吸嘴杆齿轮，3-压块，4-气缸缸体，5-支撑座，6-弹簧，7-升降电机，8-线性导轨，9-第一精度调整板，10-第二精度调整板，11-电机连接支座，12-旋转电机，13-电机齿轮，14-弹簧挡块，15-弹簧支撑，16-吸嘴杆挡块，17-气缸导套，18-气缸活塞，19-吸嘴杆导向套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的之一是提供一种多拾取头的芯片拾取头组件，以解决现有芯片拾取装置所存在的芯片拾取效率低的问题。

本发明的另一目的还在于提供一种具有上述芯片拾取头组件的芯片拾取装置。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种芯片拾取头组件，包括吸嘴杆1、旋转驱动组件和荷重调节组件，吸嘴杆1设置有多个，且任意一吸嘴杆1上均设置有用于拾取芯片的吸嘴；旋转驱动组件与吸嘴杆1相连，用于驱动吸嘴杆1旋转；荷重调节组件与吸嘴杆1相连，用于驱动吸嘴杆1升降。

本实施例中，如图1～3所示，荷重调节组件包括气缸和弹簧6，气缸的活塞杆，即气缸活塞18连接吸嘴杆1，用于驱动吸嘴杆1向第一方向移动；弹簧6套设于吸嘴杆1上，弹簧6的一端位置固定，另一端与吸嘴杆1固定连接；弹簧6始终保持压缩或拉伸状态，用于驱动吸嘴杆1向第二方向移动；其中，第一方向和第二方向位于同一直线上，且方向相反，在本实施例中，上述直线可指吸嘴杆1的中轴线。

本实施例中，如图1～3所示，旋转驱动组件包括旋转电机12、电机齿轮13和吸嘴杆齿轮2，电机齿轮13固定连接于旋转电机12的输出端；吸嘴杆齿轮2固定连接于吸嘴杆1上，且吸嘴杆齿轮2与电机齿轮13啮合。作为优选方式，本实施例设置一个电机齿轮13来同时与多个吸嘴杆齿轮2啮合。

同时，本实施例提出一种芯片拾取装置，包括机体和如上所述的芯片拾取头组件，芯片拾取头组件安装于机体上。如图1～3所示，芯片拾取装置还包括精度调整机构，精度调整机构包括第一精度调整板9和第二精度调整板10，第一精度调整板9通过升降组件安装于机体上，第二精度调整板10与第一精度调整板9通过销轴连接在一起，通过顶丝调整使得第二精度调整板10绕上述销轴并相对第一精度调整板9旋转，从而达到精度调节的作用。电机连接支座11通过销轴绕第二精度调整板10旋转，通过调整工具调整电机连接支座11的椭圆销钉使得电机连接支座11在第二精度调整板10上旋转从而调整精度。通过调节第二精度调整板10相对第一精度调整板9旋转、电机连接支座11相对第二精度调整板10旋转，从而达到调整吸嘴杆1相对于芯片的垂直度的目的。需要说明的是，第一精度调整板9和第二精度调整板10之间以及电机连接支座11与第二精度调整板10之间的可转动连接方式并不限于上述的销轴连接以及顶丝调整方式，还可以是包含齿轮啮合组(可配合电机进行调节)在内的其他转动调节结构以及转动调节方式。

本实施例中，如图1～3所示，上述升降组件包括线性导轨8、滑块和升降电机7，线性导轨8固定安装于机体上；滑块滑动安装于线性导8上，第一精度调整板9固定连接于滑块上；升降电机通过动力转动组件与滑块连接，以驱动滑块沿线性导轨滑动，上述动力转动组件可以是链轮与链条配合的链传动组件，也可以是传动带和齿轮配合的带传动组件，还可以是齿轮齿条组件或丝杠螺母组件等。其中的升降电机7可以优选为音圈电机。第一精度调整板9可在升降电机7的带动下沿着线性导轨8做直线运动，以完成芯片拾取和贴装。

本实施例中，如图1～3所示，芯片拾取装置还包括电机连接支座11，主要用于安装旋转驱动组件的旋转电机12；电机连接支座11固定安装于第二精度调整板10上；芯片拾取头组件还包括用于穿过吸嘴杆1的吸嘴杆导向套19，吸嘴杆导向套19通过压块3压紧固定于电机连接支座11的一侧，吸嘴杆1穿过吸嘴杆导向套19并沿着吸嘴杆导向套19做Z轴方向移动和绕Z轴旋转。其中，“Z轴”是指吸嘴杆1的长度延伸方向，本实施例中指的是竖直方向。

本实施例中，如图1～3所示，吸嘴杆1上安装有弹簧挡块14，机体上固定安装有弹簧支撑15，弹簧6的两端分别抵接于弹簧挡块14和弹簧支撑15上；弹簧挡块14在吸嘴杆1上的位置可调，以调节弹簧6的弹力。其中，弹簧挡块14在吸嘴杆1上可调方式可以是丝杠螺母、齿轮齿条等机械调节方式，也可以在吸嘴杆1上沿轴向设置多个安装孔，通过螺栓将弹簧挡块14与不同的安装孔固定连接，以实现对弹簧挡块14在吸嘴杆1上沿轴向位置的调节。

本实施例中，如图1所示，机体上还设置有支撑座5，吸嘴杆1贯穿支撑座5设置，弹簧支撑15固定于支撑座5的上表面，弹簧挡块14位于弹簧支撑15的上方，吸嘴杆挡块16位于支撑座5的下方，吸嘴杆挡块16与支撑座5配合，以在Z轴方向上限制吸嘴杆1的上升行程；同时，机体在吸嘴杆挡块16的下方还设置有相应的挡板结构，当吸嘴杆1下行至吸嘴杆挡块16于该挡板结构相抵时，用以在Z轴方向上限制吸嘴杆1的下降行程。吸嘴杆1穿过气缸，气缸固定在电机连接支座11上，气缸活塞18固定在吸嘴杆1上，气缸通气带动气缸活塞18向下运动，吸嘴杆1顶端穿过弹簧6，弹簧6通过弹簧挡块14压紧，使得吸嘴杆1有沿Z轴向上移动的趋势，气缸导套17装在气缸的气缸缸体4上，吸嘴杆1穿过气缸导套17，气缸导套17起到密封气体的作用，气缸活塞18固定在吸嘴杆1上，气体进入气缸压紧气缸活塞18从而使得吸嘴杆1有向下运动的趋势。通过控制气缸的压力和调节弹簧6的弹力，从而调节吸嘴杆1的荷重，当需要吸嘴杆1向上顶起时，减小气缸压力，需要吸嘴杆压紧时增加气缸压力，从而满足使用要求。

作为优选方式，本实施例中优选吸嘴杆1并排设置有两个，形成双拾取头的芯片拾取头组件。相应的，每个吸嘴杆1上均配置有一套弹簧6和气缸组成的荷重调节组件，两根吸嘴杆1共同一套旋转升降组件。电机齿轮13安装在旋转电机12上，电机齿轮13和吸嘴杆齿轮2啮合，吸嘴杆齿轮2安装在吸嘴杆1上，这样旋转电机12带动电机齿轮13旋转，电机齿轮13同时带动两个吸嘴杆齿轮2旋转，从而实现旋转电机12带动两个吸嘴杆1旋转。其中，电机齿轮13的厚度大于任何一个吸嘴杆齿轮2的厚度，以便在吸嘴杆1升降的过程中，对应的吸嘴杆齿轮2能够沿电机齿轮13的厚度方向移动，且吸嘴杆齿轮2不会脱离电机齿轮13。

由此可见，本实施例采用双拾取头并列布置，双拾取头的旋转通过拾取头齿轮与旋转电机齿轮连接传递动力，单电机的传动布置结构紧凑，降低了成本，通过向下的气缸和向上的弹簧配合，通过气缸的压力控制，既可以控制拾取头的荷重，又可以控制每个拾取头的升降，确保单个拾取头单独工作，另一个拾取头可以避让，这样就实现了双拾取头既可以同时工作，又可以单独工作。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种芯片拾取装置，其特征在于，包括机体、芯片拾取头组件和精度调整机构，所述芯片拾取头组件安装于所述机体上，所述芯片拾取头组件包括吸嘴杆、旋转驱动组件和荷重调节组件，所述吸嘴杆设置有多个，且任意一所述吸嘴杆上均设置有用于拾取芯片的吸嘴，所述旋转驱动组件与所述吸嘴杆相连，用于驱动所述吸嘴杆旋转，所述荷重调节组件与所述吸嘴杆相连，用于驱动所述吸嘴杆升降，所述荷重调节组件包括气缸和弹簧，所述气缸的活塞杆连接所述吸嘴杆，用于驱动所述吸嘴杆向第一方向移动，所述弹簧套设于所述吸嘴杆上，所述弹簧的一端位置固定，另一端与所述吸嘴杆固定连接，所述弹簧始终保持压缩或拉伸状态，用于驱动所述吸嘴杆向第二方向移动，所述第一方向和所述第二方向位于同一直线上，且方向相反；所述精度调整机构包括第一精度调整板和第二精度调整板，所述第一精度调整板通过升降组件安装于所述机体上，所述第二精度调整板的一板面与所述第一精度调整板可转动连接，所述第二精度调整板的另一板面与所述芯片拾取头组件可转动连接。

2.根据权利要求1所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述旋转驱动组件包括：

旋转电机；

电机齿轮，所述电机齿轮固定连接于所述旋转电机的输出端；

吸嘴杆齿轮，所述吸嘴杆齿轮固定连接于所述吸嘴杆上，且所述吸嘴杆齿轮与所述电机齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述电机齿轮同时与多个所述吸嘴杆齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述吸嘴杆并排设置有两个。

5.根据权利要求1所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述升降组件包括：线性导轨，所述线性导轨固定安装于所述机体上；

滑块，所述滑块滑动安装于所述线性导轨上；所述第一精度调整板固定连接于所述滑块上；

升降电机，所述升降电机通过动力转动组件与所述滑块连接，以驱动所述滑块沿所述线性导轨滑动。

6.根据权利要求1所述的芯片拾取装置，其特征在于，还包括电机连接支座，所述电机连接支座固定安装于所述第二精度调整板上；所述芯片拾取头组件还包括用于穿过所述吸嘴杆的吸嘴杆导向套，所述吸嘴杆导向套通过压块压紧固定于所述电机连接支座的一侧。

7.根据权利要求5~6任意一项所述的芯片拾取装置，其特征在于，所述吸嘴杆上安装有弹簧挡块，所述机体上固定安装有弹簧支撑，所述弹簧的两端分别抵接于所述弹簧挡块和所述弹簧支撑上；所述弹簧挡块的位置可调，以调节所述弹簧的弹力；

所述吸嘴杆上还安装有吸嘴杆挡块，用于限制所述吸嘴杆的升降行程。

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