CN114420579A - 一种高度可调节的键合装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高度可调节的键合装置及其工作方法，键合装置包括底板；用于安装顶升气缸的气缸固定板，通过支撑柱固定安装于底板上；真空吸附沉台，通过导向轴固定安装于底板上；升降板，位于气缸固定板的下方，升降板的底部通过连接件连接顶升气缸的输出端，在顶升气缸的驱动下沿导向轴作上下往复运动；传送皮带线，固定安装于升降板上；运输载具，在传送带的带动下沿传送带的传送方向平移；压板，架设于传送皮带线上方，压板通过压板安装架固定安装于升降板上。本申请通过顶升气缸驱动升降板作直线升降，进而带动与升降板固定连接的传送皮带线、载有待键合产品的运输载具和压板一起作升降运动，实现了键合装置的高度调节。

Description

一种高度可调节的键合装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种高度可调节的键合装置及其工作方法，用于装夹定位不同待键合高度的产品。

背景技术

微电子组装中，引线键合作为一门复杂的组装和制造工艺技术，是提高通用微电子器件、专用集成电路、薄厚膜混合集成电路、多芯片组装、系统集成电路等微电子电路性能的关键技术。在键合过程中常用到自动键合机，将待加工的器件固定在夹具上，利用自动键合机的键合头对待加工器件进行键合，形成产品。但是，自动键合机的键合头的竖向行程距离是固定的，高度较高或较低的待加工器件很难适应键合头的高度，需要多次手动调整夹具的位置，精度控制无法做到闭环控制，有调节不到位的风险，调节后需要人工多次试验来确认效果。此外，现有的单台键合机，其高度不可调，无法兼容多款产品进行键合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高度可调节的键合装置及其工作方法，以解决解决单台键合机无法兼容多款产品进行键合的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本申请第一个方面提供了一种高度可调节的键合装置，包括：

底板；

气缸固定板，其底部通过支撑柱固定安装于所述底板上，所述气缸固定板上固定安装有顶升气缸，所述顶升气缸的输出端向下穿过所述气缸固定板；

真空吸附沉台，位于所述顶升气缸的上方，其底部通过导向轴固定安装于所述底板上；所述真空吸附沉台的上表面设有多个吸附单元，所述吸附单元通过真空吸附孔与真空回路连通；

升降板，位于气缸固定板的下方，所述升降板上设有圆形通槽，所述圆形通槽内设置有直线轴承，所述导向轴的中部贯穿所述直线轴承；所述升降板的底部通过连接件连接所述顶升气缸的输出端，所述升降板可在所述顶升气缸的驱动下沿所述导向轴作上下往复运动；

传送皮带线，包括固定安装于所述升降板上、且对称设置在所述真空吸附沉台两侧的传送安装板，所述传送安装板的内侧设有传送带；

运输载具，在传送带的带动下沿所述传送带的传送方向平移，所述运输载具用于承载待键合产品；

压板，架设于所述传送皮带线上方，且压板的下表面正对所述真空吸附沉台的上端面，所述压板通过压板安装架固定安装于所述升降板上；

其中，所述传送皮带线将所述运输载具传送至所述真空吸附沉台和所述压板之间，所述顶升气缸驱动所述升降板竖直向下移动，进而带动所述传送皮带线、载有待键合产品的运输载具和所述压板一起竖直向下运动压合于所述真空吸附沉台。

优选地，所述底板的一侧设有与底板垂直设置的侧板，所述侧板上设有多个真空压力表，所述真空压力表与所述真空回路连接，用于检测并显示真空回路内的真空压力值；所述真空压力表还与控制器电连接。

优选地，所述真空吸附孔呈矩形阵列排布于所述吸附单元上。

优选地，所述真空回路安装于所述真空吸附沉台的下方，所述真空回路上设有真空连接孔，所述真空连接孔通过真空管连接真空发生装置。

优选地，所述真空吸附沉台的上端面设置有多个定位销，所述运输载具的下端面设置有多个定位孔，所述定位销与所述定位孔配合定位。

优选地，所述升降板为矩形框状，其中部设有镂空区域，所述真空吸附沉台的支撑柱自上而下贯穿所述镂空区域后与所述底板固定连接。

优选地，所述顶升气缸的数量为两个，两个顶升气缸分别位于所述气缸固定板的两端。

优选地，所述传送带通过转动安装于所述传送安装板上的带轮设置于所述传送安装板的内侧壁上。

更优选地，所述传送安装板包括相对设置的第一传送安装板和第二传送安装板，所述第一传送安装板的内侧壁上安装有第一传送带，所述第二传送安装板的内侧壁上安装有第二传送带，所述第一传送带和所述第二传送带均沿同一方向延伸并同步转动。

进一步地，所述第一传送带和所述第二传送带的外侧设有相对设置一组对射传感器，当所述对射传感器感测到有运输载具时，所述第一传送带和所述第二传送带停止传送。

优选地，所述传送带的下方设置有支撑条，当所述运输载具压持到所述传送带上时，所述支撑条对所述传送带和所述运输载具进行支撑。

优选地，所述传送安装板的底部通过工形块固定安装于所述升降板上。

优选地，所述升降板的底部还设有行程调整器，所述行程调整器通过调整器固定块安装于所述底板上，所述行程调整器为一螺合在调整器固定块上的螺栓；所述升降板的下表面抵接于所述行程调整器时，所述行程调整器阻挡所述升降板的下降。

优选地，所述压板上设有镂空单元，所述镂空单元对应于所述运输载具的键合区域。

本申请第二个方面提供了一种高度可调节的键合装置的工作方法，应用于上述的高度可调节的键合装置，所述工作方法包括：

将待键合产品放置于运输载具上，将运输载具放置于传送皮带线上，由传送皮带线带动所述运输载具沿传送带的传送方向平移至键合工位停止，此时，所述运输载具位于压板和真空吸附沉台之间；

顶升气缸驱动所述升降板竖直向下移动，进而带动与升降板固定连接的传送皮带线、载有待键合产品的运输载具和压板一起沿导向轴竖直向下运动；下降过程中，运输载具的下表面先接触到真空吸附沉台，待键合产品与真空吸附沉台的表面接触，运输载具完成定位；

随着升降板的继续下降，运输载具与传送皮带线脱离，为零接触状态；

顶升气缸带动传送皮带线和压板进一步下降，直至到达预设的下限位置后停止下降，此时，压板对待键合产品施加压力，将待键合产品的翘曲部分下压至水平；

将真空吸附沉台开启真空吸附动作，牢固吸附运输载具的下表面，当真空压力表的值大于85kpa后开始键合。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

本申请提供了一种高度可调节的键合装置，通过顶升气缸驱动升降板作直线升降，进而带动与升降板固定连接的传送皮带线、载有待键合产品的运输载具和压板一起作升降运动，实现了键合装置的高度调节，使得该键合装置能够兼容不同厚度的产品、不同键合高度的键合工艺。本申请具有结构简单、使用方便、节约空间、节省成本的优点，解决了单台键合机无法兼容多款产品进行键合的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是一种高度可调节的键合装置的立体结构图；

图2是一种高度可调节的键合装置另一角度的立体结构图；

图3是一种高度可调节的键合装置的分解结构示意图；

图4是一种高度可调节的键合装置另一角度的分解结构示意图；

图5是一种高度可调节的键合装置另一角度的分解结构示意图；

图6是一种高度可调节的键合装置另一角度的立体结构图(不含压板、传送皮带线和运输载具)。

图例说明：

1、底板；2、气缸固定板；3、支撑柱；4、顶升气缸；5、真空吸附沉台；6、导向轴；7、升降板；8、直线轴承；9、传送皮带线；10、传送带；11、支撑条；12、工形块；13、对射传感器；14、运输载具；15、压板；16、压板安装架；17、侧板；18、真空压力表；19、行程调整器；20、调整器固定块；21、传送安装板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例：

参阅图1～图6所示，一种高度可调节的键合装置，包括：底板1、气缸固定板2、真空吸附沉台5、升降板6、传送皮带线9、运输载具14和压板15。

所述气缸固定板2，其底部通过四根支撑柱3固定安装于所述底板1上，所述气缸固定板2上固定安装有两个顶升气缸4，两个顶升气缸4分别位于所述气缸固定板2的两端，所述顶升气缸4的输出端向下穿过所述气缸固定板2。

所述真空吸附沉台5，位于所述顶升气缸4的上方，其底部的四角通过四根导向轴6固定安装于所述底板1上。所述真空吸附沉台5的上表面设有多个吸附单元，每个所述吸附单元上呈矩形阵列排布有多个真空吸附孔，所述吸附单元通过所述真空吸附孔与真空回路连通。所述真空回路安装于所述真空吸附沉台5的下方，所述真空回路上设有真空连接孔，所述真空连接孔通过真空管连接真空发生装置。只需通过开关控制真空发生装置的打开和关闭，即可实现吸附功能的开闭。

所述升降板6，位于气缸固定板2的下方，所述升降板6上设有圆形通槽，所述圆形通槽内设置有直线轴承8，所述导向轴6的中部贯穿所述直线轴承8；所述升降板6的底部通过连接件连接所述顶升气缸4的输出端，所述升降板6可在所述顶升气缸4的驱动下沿所述导向轴6作上下往复运动。所述升降板6为矩形框状，其中部设有镂空区域，所述真空吸附沉台5的四根支撑柱3自上而下贯穿所述镂空区域后与所述底板1固定连接。

所述传送皮带线9，用于传送运输载具14，所述运输载具14上承载有待键合产品，所述传送皮带线9带动所述运输载具14沿传送带10的传送方向平移。所述传送皮带线9包括固定安装于所述升降板6上、且对称设置在所述真空吸附沉台5两侧的传送安装板21，所述传送安装板21的内侧转动安装有带轮，传送带10通过所述带轮设置于所述传送安装板21的内侧壁上。具体地，所述传送安装板21包括相对设置的第一传送安装板和第二传送安装板，第一传送安装板和第二传送安装板分别通过多个工形块12固定安装于所述升降板6上。所述第一传送安装板的内侧壁上安装有第一传送带，所述第二传送安装板的内侧壁上安装有第二传送带，所述第一传送带和所述第二传送带均沿同一方向延伸并同步转动。在一种优选实施例中，第一传送带、第二传送带的下方均设置有支撑条11，当所述运输载具14压持到所述传送带10上时，所述支撑条11对所述传送带10和所述运输载具14进行支撑。在对运输载具14上的待键合产品进行键合时，通过支撑条11对运输载具14的两边进行支撑，可以避免对传送带10造成过大压力而损伤的情况。在一种优选实施例中，所述第一传送带和所述第二传送带的外侧设有相对设置一组对射传感器13，当所述对射传感器13感测到有运输载具14时，所述第一传送带和所述第二传送带停止传送。

上述真空吸附沉台5的上端面设置有多个定位销，上述运输载具14的下端面设置有多个定位孔，所述定位销与所述定位孔配合定位。

所述压板15，架设于所述传送皮带线9上方，且压板15的下表面正对所述真空吸附沉台5的上端面。所述压板15的两侧分别通过一个压板安装架16固定安装于所述升降板6上。所述压板15上设有镂空单元，所述镂空单元对应于所述运输载具14的键合区域。

在一种优选实施例中，所述底板1的一侧还设有与底板1垂直设置的侧板，所述侧板17上设有多个真空压力表18，所述真空压力表18与所述真空回路连接，用于检测并显示真空回路内的真空压力值。所述真空压力表18还与控制器电连接。

在一种优选实施例中，所述升降板6的底部还设有行程调整器19，所述行程调整器19通过调整器固定块20安装于所述底板1上。所述行程调整器19为一螺合在调整器固定块20上的螺栓，通过人工拧动螺栓的方式就可以调整升降板6运动下限的预定位置，调节的范围大约为20mm。所述升降板6的下表面抵接于所述行程调整器19时，所述行程调整器19阻挡所述升降板6的下降。

本申请的一种高度可调节的键合装置的工作原理，具体如下：

将待键合产品放置于运输载具14上，将运输载具14放置于传送皮带线9上，运输载具14为待键合产品的载体；由传送皮带线9通过摩擦力带动所述运输载具14沿传送带10的传送方向平移至键合工位停止，此时，所述运输载具14位于压板15和真空吸附沉台5之间。顶升气缸4驱动所述升降板6竖直向下移动，进而带动与升降板6固定连接的传送皮带线9、载有待键合产品的运输载具14和压板15一起沿导向轴6竖直向下运动，下降过程中由直线轴承8与导向轴6配合保证升降动作的粗定位。下降过程分为两段：第一段，下降中运输载具14的下表面先接触到真空吸附沉台5，并且通过真空吸附沉台5上的定位销与运输载具14上的定位孔配合定位，待键合产品与真空吸附沉台5的表面接触；第二段，运输载具14定位完成，运输载具14与传送皮带线9脱离，为零接触状态，顶升气缸4带动传送皮带线9和压板15继续下降，直至接触到行程调整器19，被调整器固定块20阻挡后停止，此时，压板15对待键合产品施加一定的压力，将待键合产品的翘曲部分下压至水平。这时，将真空吸附沉台5开启真空吸附动作，牢固吸附运输载具14的下表面，当真空压力表18的值大于85kpa后开始键合。

综上所述，本申请提供了一种高度可调节的键合装置，通过顶升气缸4驱动升降板6作直线升降，进而带动与升降板6固定连接的传送皮带线9、载有待键合产品的运输载具14和压板15一起作升降运动，实现了键合装置的高度调节，使得该键合装置能够兼容不同厚度的产品、不同键合高度的键合工艺。本申请具有结构简单、使用方便、节约空间、节省成本的优点，解决了单台键合机无法兼容多款产品进行键合的技术问题。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种高度可调节的键合装置，其特征在于，包括：

底板；

气缸固定板，其底部通过支撑柱固定安装于所述底板上，所述气缸固定板上固定安装有顶升气缸，所述顶升气缸的输出端向下穿过所述气缸固定板；

真空吸附沉台，位于所述顶升气缸的上方，其底部通过导向轴固定安装于所述底板上；所述真空吸附沉台的上表面设有多个吸附单元，所述吸附单元通过真空吸附孔与真空回路连通；

升降板，位于气缸固定板的下方，所述升降板上设有圆形通槽，所述圆形通槽内设置有直线轴承，所述导向轴的中部贯穿所述直线轴承；所述升降板的底部通过连接件连接所述顶升气缸的输出端，所述升降板可在所述顶升气缸的驱动下沿所述导向轴作上下往复运动；

传送皮带线，包括固定安装于所述升降板上、且对称设置在所述真空吸附沉台两侧的传送安装板，所述传送安装板的内侧设有传送带；

运输载具，在传送带的带动下沿所述传送带的传送方向平移，所述运输载具用于承载待键合产品；

压板，架设于所述传送皮带线上方，且压板的下表面正对所述真空吸附沉台的上端面，所述压板通过压板安装架固定安装于所述升降板上；

其中，所述传送皮带线将所述运输载具传送至所述真空吸附沉台和所述压板之间，所述顶升气缸驱动所述升降板竖直向下移动，进而带动所述传送皮带线、载有待键合产品的运输载具和所述压板一起竖直向下运动压合于所述真空吸附沉台。

2.根据权利要求1所述的一种高度可调节的键合装置，其特征在于，所述底板的一侧设有与底板垂直设置的侧板，所述侧板上设有多个真空压力表，所述真空压力表与所述真空回路连接，用于检测并显示真空回路内的真空压力值；所述真空压力表还与控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的一种高度可调节的键合装置，其特征在于，所述真空吸附沉台的上端面设置有多个定位销，所述运输载具的下端面设置有多个定位孔，所述定位销与所述定位孔配合定位。

4.根据权利要求1所述的一种高度可调节的键合装置，其特征在于，所述升降板为矩形框状，其中部设有镂空区域，所述真空吸附沉台的支撑柱自上而下贯穿所述镂空区域后与所述底板固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种高度可调节的键合装置，其特征在于，所述传送安装板包括相对设置的第一传送安装板和第二传送安装板，所述第一传送安装板的内侧壁上安装有第一传送带，所述第二传送安装板的内侧壁上安装有第二传送带，所述第一传送带和所述第二传送带均沿同一方向延伸并同步转动；所述第一传送带和所述第二传送带的外侧设有相对设置一组对射传感器，当所述对射传感器感测到有运输载具时，所述第一传送带和所述第二传送带停止传送。

6.根据权利要求1所述的一种高度可调节的键合装置，其特征在于，所述传送带的下方设置有支撑条，当所述运输载具压持到所述传送带上时，所述支撑条对所述传送带和所述运输载具进行支撑。

7.根据权利要求1所述的一种高度可调节的键合装置，其特征在于，所述真空回路安装于所述真空吸附沉台的下方，所述真空回路上设有真空连接孔，所述真空连接孔通过真空管连接真空发生装置。

8.根据权利要求1所述的一种高度可调节的键合装置，其特征在于，所述升降板的底部还设有行程调整器，所述行程调整器通过调整器固定块安装于所述底板上，所述行程调整器为一螺合在调整器固定块上的螺栓；所述升降板的下表面抵接于所述行程调整器时，所述行程调整器阻挡所述升降板的下降。

9.根据权利要求1所述的一种高度可调节的键合装置，其特征在于，所述压板上设有镂空单元，所述镂空单元对应于所述运输载具的键合区域。

10.一种根据权利要求1所述的高度可调节的键合装置的工作方法，其特征在于，包括：

将待键合产品放置于运输载具上，将运输载具放置于传送皮带线上，由传送皮带线带动所述运输载具沿传送带的传送方向平移至键合工位停止，此时，所述运输载具位于压板和真空吸附沉台之间；

顶升气缸驱动所述升降板竖直向下移动，进而带动与升降板固定连接的传送皮带线、载有待键合产品的运输载具和压板一起沿导向轴竖直向下运动；下降过程中，运输载具的下表面先接触到真空吸附沉台，待键合产品与真空吸附沉台的表面接触，运输载具完成定位；

随着升降板的继续下降，运输载具与传送皮带线脱离，为零接触状态；

顶升气缸带动传送皮带线和压板进一步下降，直至到达预设的下限位置后停止下降，此时，压板对待键合产品施加压力，将待键合产品的翘曲部分下压至水平；

将真空吸附沉台开启真空吸附动作，牢固吸附运输载具的下表面，当真空压力表的值大于85kpa后开始键合。

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