CN115206849A - 一种含压力反馈的伺服压合工装及压合系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含压力反馈的伺服压合工装及压合系统，上料检验模组包括上料接驳单元及上料检验单元，通过上料接驳单元将贴盖基板的载台输送至上料检验单元检测；伺服压合模组的第一伺服电机设置有多组并位于压板组件所在的上方位置，从而对压板组件提供向下的压力，位于压板组件下表面设置有向下突出的压头，第一丝杆组件所在的下方设置有压力传感器，使第一丝杆组件下压时同步对压力传感器的下压。本装置采用的顶升平台与顶升平台相互配合，实现对贴盖基板所在的左右两个端面进行压合的同时并进行加热工序，保证贴盖基板在进行保压压合时的温度以及压力均满足精度要求，提高其整体的良品率。

Description

一种含压力反馈的伺服压合工装及压合系统

技术领域

本发明属于压合设备技术领域，具体涉及一种含压力反馈的伺服压合工装及压合系统。

背景技术

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用。对于半导体在生产过程中需要进行保压作业，这种保压作业时，对于温度以及压力的要求极高，一但出现偏差就会影响整个基板的保压封装工序。

在中国专利申请号为202210923426.9中公开了一种含压力反馈的自重压合装置及压合系统，这种自重压的压合方式是采用自重压模组的自身配重对位于载具上的基板进行压合，但是由于自重压模组所存在的体积限制，导致其保压的压力有限，并且由于自重压完全是凭借砝码件自身对压头位置的重力挤压，同时位于底部的加热顶升平台从基板底部进行加热作业，但是由于基板本身存在一定的厚度，当底部加热时，由于温度本身的传导散失，就会容易造成此时位于基板的上下端面的温度不一致，会影响其保压效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含压力反馈的伺服压合工装及压合系统，解决了现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种含压力反馈的伺服压合工装，包括上料检验模组、流水带机构、伺服压合模组、顶升平台、下料检验模组，所述上料检验模组包括上料接驳单元及上料检验单元，通过上料接驳单元将贴盖基板的载台输送至上料检验单元检测；

所述流水带机构包括固定支架、传送组件，通过传送组件将承载有基板的载台传输至伺服压力模组所在的下方并定位；

所述伺服压合模组包括第一伺服电机、第一丝杆组件、压板组件，所述第一伺服电机设置有多组并位于压板组件所在的上方位置，同时每组第一伺服电机通过驱动下方的第一丝杆组件在竖直方向的上下活动，从而对压板组件提供向下的压力，位于压板组件下表面设置有向下突出的压头，所述第一丝杆组件所在的下方设置有压力传感器，使第一丝杆组件下压时同步对压力传感器的下压，并位于压板组件内设置有加热组件，通过加热组件对压板组件下端面的压头进行加热升温；

所述支撑轨道用于对伺服压合模组的支撑，同时顶升平台位于支撑轨道所在的下方位置；

所述顶升平台包括第二伺服电机、第二丝杆组件、加热平台，所述第二伺服电机通过第二丝杆组件连通在加热平台上，通过加热平台从流水带机构所在的载台上将阵列分布的贴盖基板顶升，同时位于伺服压合模组上的压头向下对贴盖基板进行压合；

所述下料检验模组用于对保压工序完成的贴盖基板进行转运。

进一步的，所述上料检验单元包括检测相机、驱动组件、支座，所述支座位于上料检验模组所在的端部位置，通过驱动组件实现检测相机的位置调整，同时检测相机对承载有贴盖完成的基板进行视觉检测。

进一步的，所述第一伺服电机设置为四组，并分别位于压板组件上端部的四角位置，且每组第一伺服电机均独立控制。

进一步的，位于所述第一丝杆组件在竖直方向同步设置有若干组第一导向杆，用于对第一丝杆组件的竖直方向运动起导向。

进一步的，所述压力传感器所在的下方设置有平衡板，使压力传感器位于平衡板所在的四角位置，同时位于平衡板所在的下方位置设置有弹簧支撑座，并使每组弹簧支撑座与位于平衡板上方的压力传感器一一对应。

进一步的，所述压板组件所在的下端面竖直方向设置有若干组销钉，使销钉对压头形成包围，同时销钉向下伸出的高度大于压头本身的厚度；

使压板组件与流水带机构上的载台接触时，销钉对载台整体产生向下的压力，并同步实现位于载台上的贴盖基板向上抬升，直至压头与贴盖基板的上端面接触。

进一步的，所述销钉位于压板组件所连接的端部设置有减震弹簧件，使销钉受压时同步实现回弹。

进一步的，所述顶升平台设置若干组，并使得每组顶升平台均位于伺服压合模组所在的下方位置且一一对应，实现对位于流水带机构上由载台承载的基板进行向上的顶升，并同步实现加热。

所述的含压力反馈的伺服压合工装的压合系统，包括以下步骤：

S1、通过上料检验模组将贴盖基板的载台进行视觉检测后转运至流水带机构上；

S2、通过流水带机构的传送组件将载台转运至伺服压合模组所在的下方，随后通过流水带机构对载台所在的四周方向进行限位固定；

S3、控制所述伺服压合模组对位于载台上承载的贴盖基板进行上端面的压合作业，位于伺服压合模组上的压力传感器同步记录压合压力，同时所述顶升平台向上顶升，使得加热平台从载台所在的下端面对贴盖基板进行顶升作业并同步加热；

S4、通过流水带机构将完成保压的贴盖基板及载台整体转移至下料检验模组上，通过下料检验模组将贴盖基板重新检测后，再转运至下一个工序。

本发明的有益效果：

1、本装置采用的顶升平台与顶升平台相互配合，实现对贴盖基板所在的左右两个端面进行压合的同时并进行加热工序，保证贴盖基板在进行保压压合时的温度以及压力均满足精度要求，提高其整体的良品率。

2、本装置的伺服压合模组的第一丝杆组件采用第一伺服电机进行驱动作业，可保证压力传感器的精度要求，满足对于不同批次的贴盖基板进行压合作业，其保压的压力调节范围更广。

3、本装置位于压板组件所在下端面设置的销钉结构，当压板组件受压下降时，使销钉首先受压时同步实现缓慢回弹，避免压头位置直接与载台上的贴盖基板接触造成的挤压损坏。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例的正面整体结构示意图；

图4是本发明实施例的上料模组结构示意图；

图5是本发明实施例的流水带机构结构示意图；

图6是本发明实施例的伺服压合模组整体结构示意图；

图7是本发明实施例的伺服压合模组的压板组件部分结构示意图；

图8是本发明实施例的伺服压合模组底部结构示意图；

图9是本发明实施例的伺服压合模组正面结构示意图；

图10是本发明实施例的图9中A处部分结构示意图；

图11是本发明实施例的支撑轨道结构示意图；

图12是本发明实施例的顶升平台连接状态结构示意图；

图13是本发明实施例的压合系统控制结构框图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3所示，本发明实施例提供一种含压力反馈的伺服压合工装，包括上料检验模组1、流水带机构2、伺服压合模组3、顶升平台5、下料检验模组6，位于外部通过罩壳封盖（起到防尘作用），如图4所示，上料检验模组1包括上料接驳单元11及上料检验单元12，通过上料接驳单元11将贴盖基板的载台101输送至上料检验单元12进行检验；上料检验单元12包括检测相机121、驱动组件122、支座123，支座123位于上料检验模组1所在的端部位置，通过驱动组件122实现检测相机121的位置调整，检测相机121对承载有贴盖完成的贴盖基板进行视觉检测，检测在热压之前的贴盖基板上的贴盖是否发生偏移；横向移动采用驱动组件122的直线传输方式进行驱动，保证拍摄效果的稳定。

如图5所示，流水带机构2包括固定支架21、传送组件22，固定支架21用于支撑固定，传送组件22（采用防静电、耐高温、耐摩擦的材料制作为平皮带方式传送，这种传送组件22在竖直方向还可进行一定距离的缓冲，用于对载台101底部的承载），侧边的电机作为驱动源驱动传送组件22的传输，即当载台101接触到两侧设置的传送组件22时，则此时在摩擦力的作用下，传送组件22会对载台101整体进行传输，随后位于固定支架21所在前端部设置有限位组件221，该结构阻挡了载台101的继续传输（即载台101被运送至指定位置时），随后位于固定支架21所在的后端部设置有另一组限位组件221被抬升，对载台101实现在传输的左右两个方向的限位夹持（后端部另一组限位组件221为上下方向的伸缩式结构设置，当载台101开始传输时处于收缩状态，不影响载台101的传输，当传输至前端部的限位组件221被限位后会被抬升，从而从前后两个方向限制载台101的位置），同时位于固定支架21所在的侧边设置有定位组件211，当载台101运动在传输方向被限位时，会从侧边对载台101的位置进行固定，从而保证位于载台101在4个侧面方向（即定位组件211以及前后两个限位组件221为三个方向，固定支架21本身所在的一边共同围成四个侧边）的固定，保证定位的精准，此时的载台101被传输至伺服压合模组3所在的下方。

同时固定支架21所在的侧边位置设置有翘边检测组件212，通过翘边检测组件212对传输至固定支架21前端部位置的载台101进行翘边检测，防止有翘边的贴盖基板产品进行压合时，造成损伤。

如图6、图7、图8所示，伺服压合模组3包括第一伺服电机31、第一丝杆组件32、压板组件33，第一伺服电机31设置有多组（本实施例中设置有四组，当然也可以根据需要设置为两组或者一组均可），并位于压板组件33所在的上方位置（实现每组第一伺服电机31通过驱动下方的第一丝杆组件32在竖直方向的上下活动，其运动精度更高，可控压力范围更精密），四组第一伺服电机31分别位于压板组件33上端部的四角位置（使其受压均匀），且每组第一伺服电机31均独立控制，当工作时每组第一伺服电机31独立驱动下压，直至压板组件33所在的上表面受力平衡。

同时位于压板组件33下表面设置有向下突出的压头331，该突出的压头331所在的正投影面面积大于位于载台101上方贴盖基板的投影面面积，当压头331下压时正好对载台101所在的上端面进行罩盖，每组第一丝杆组件32所在的下方设置有压力传感器321，使第一丝杆组件32下压时同步对压力传感器321的下压（第一丝杆组件32可保证移动精度±5μm），位于第一丝杆组件32在竖直方向同步设置有若干组第一导向杆322，用于对第一丝杆组件32的竖直方向运动起导向作用，使第一导向杆322在竖直方向运动时保持其运动精度，避免在竖直方向产生位移偏差。

压力传感器321所在的下方设置有平衡板323（作为支撑压力传感器321的支架），使压力传感器321位于平衡板323所在的四角位置，同时位于平衡板323所在的下方位置设置有弹簧支撑座324，每组弹簧支撑座324与位于平衡板323上方的压力传感器321一一对应，第一丝杆组件32配合弹簧支撑座324的设置使位于下方的平衡板323受压更稳定。

压力传感器321将受压的压力及时反馈给控制中心，调整第一丝杆组件32所在的第一伺服电机31释放压力，以保证下方的压板组件33的受压平衡，为了保证压板组件33受压时整体的水平度，将其设置为可调平结构，保证压板组件33所在的压头331每次下压时均与载台101上的贴盖基板上表面水平贴合，避免因为压头331的倾斜度不一致造成的受压不均匀影响其损坏。

位于压板组件33内设置有加热组件301，当压头331位置接触到位于载台101上的贴盖基板时，通过加热组件301对压板组件33的加热，实现下端面的压头331同步的加热升温，即可通过热传导的作用对贴盖基板的上端面继续进行加热作业，同时平衡板323下方设置的弹簧支撑座324隔绝了加热状态的压板组件33对压力传感器321的影响，保证压力传感器321的工作稳定性。

如图9、图10所示，压板组件33所在的下端面竖直方向设置有若干组销钉332，使销钉332对压头331位置形成包围，正常不受压情况下，销钉332向下伸出的高度大于压头331本身的厚度（起到保护压头331不受磕碰的效果）。销钉332位于压板组件33所连接的端部设置有减震弹簧件3321，使销钉332受压时同步实现缓慢回弹，避免压头331位置直接与载台101上的贴盖基板接触造成的挤压损坏，当伺服压合模组3抬升后，销钉332复位，为下一次的压合做准备。

当压板组件33与流水带机构2上的载台101接触时，销钉332对载台101整体产生向下的缓慢压力（即对载台101整体向下挤压），并同步实现位于载台101上的贴盖基板向上抬升（由于此时载台101与贴盖基板之间相互分离，并没有直接接触，每组贴盖基板下方均有一个独立的支撑结构，可实现载台101与贴盖基板之间的相对脱离），直至压头331与贴盖基板的上端面接触。

如图11所示，支撑轨道4用于对伺服压合模组3的支撑，同时顶升平台5位于支撑轨道4所在的下方位置，支撑轨道4通过中部的隔板分为多组，每组隔板区域上方均设置一组伺服压合模组3（同时位于伺服压合模组3所在下方位置对应设置一组流水带机构2），伺服压合模组3的整体置于支撑轨道4所在的上部，支撑轨道4所在的承载侧边对称设置有多组调平板41，每组调平板41均独立调平，并在调平板41上部设置伺服压合模组3，此时位于每组伺服压合模组3所在的中部设置有隔板302（将第一伺服电机31与压板组件33隔离成上下两个部分，但不影响第一伺服电机31工作时通过第一丝杆组件32对压板组件33的压力），通过隔板302与调平板41相互贴合，以调整伺服压合模组3整体水平稳定度，保证位于压板组件33下端面压合时的水平精度。

如图12所示，每组顶升平台5均位于伺服压合模组3所在的正下方位置，可根据需要设置有多组同步工作，提高了保压压合速率，顶升平台5包括第二伺服电机51、第二丝杆组件52（多段式的第二丝杆组件52通过中间的联轴器实现连接传动）、加热平台53，第二伺服电机51通过第二丝杆组件52连通在加热平台53上，通过加热平台53从流水带机构2所在的载台101上将阵列分布的贴盖基板顶升并给同步实现加热，传热方式对位于上部的贴盖基板同步实现加热升温。同时位于伺服压合模组3上的压头331向下对贴盖基板进行压合，此时的贴盖基板所在的上下两面分别通过伺服压合模组3以及顶升平台5进行压合的同时同步实现加热功能，保证贴盖基板保压的压力以及保压温度。

下料检验模组6采用的结构与上料检验模组1所采用的结构相同（即包括下料接驳单元和下料检验单元），通过下料接驳单元对载有贴盖基板保压后的载台101转运至下料检验单元上，并对载台101上完成保压工序的贴盖基板进行视觉检测后，检测保压压合是否合格后再转运至下一个工序。

如图13所示，含压力反馈的伺服压合工装的压合系统，包括以下步骤：

S1、通过上料检验模组1将贴盖基板的载台101进行视觉检测，检测合格后转运至流水带机构2上（上料检验模组1的工作原理参照上述描述）。

S2、通过流水带机构2的传送组件22将载台101转运至伺服压合模组3所在的下方，并受到位于前端部限位组件221的限位，随后后端部的限位组件221同步抬升并限位，与此同时，通过定位组件211从侧边对载台101进行限位，实现载台101四个方向的位置固定限位（此时贴盖基板为阵列分布，并与压头331一一对应）。

S3、首先将控制顶升平台5向上顶升（顶升平台5首先控温达到指定保压温度），并使得加热平台53从载台101所在的下端面对贴盖基板进行接触式抬升；与此同时，位于载台101上方的伺服压合模组3开始工作：

多组第一伺服电机31分别驱动第一丝杆组件32向下挤压，位于第一丝杆组件32下端部的压力传感器321同步感应受压压力，并将该受压压力直接反馈给控制系统，直至每组压力传感器321上的受压情况相等，即可实现位于下方的压板组件33受压均匀（多组第一伺服电机31均匀位于压板组件33上方施压，从而保证位于下方的压头331受压均匀）。

且此时压板组件33下端面沿竖直方向设置有若干组销钉332，销钉332所在的连接处设置有减震弹簧件3321，正常不受压情况下，销钉332向下伸出的高度大于压头331本身的厚度（可以起到对压头331周边的保护作用），当压板组件33受压缓慢下降时，销钉332首先接触位于流水带机构2上的载台101，随后由于销钉332持续受力，会产生向回收缩的反作用力，直至压头331接触贴盖基板的上表面并到达指定压力，同时位于压板组件33内的加热组件301对压头331加热到指定温度，并通过热传导作用传递给贴盖基板的上表面，使其达到指定温度，此时位于贴盖基板的上下两个端面均受到挤压，并同步加热，避免了现有技术中仅一面受热的情况，保证了贴盖基板时的保压温度和保压压力。

并且由于伺服压合模组3设置有多组，并且在其保压时需要一定时间，因此当其中一组保压时，不影响由流水带机构2传送载台101至另一组伺服压合模组3上，并且保压完成后每组伺服压合模组3均可独立实现传送至下料模组6上，因此在保压时间内，可同时实现多组载台101上的贴盖基板保压工序，大大提高了对于贴盖基板的保压效率。

S4、通过流水带机构2将完成保压的贴盖基板及载台101整体转移至下料检验模组6上，通过下料检验模组6将贴盖基板重新检测（检测保压是否合格），检测合格后，再转运至下一个工序。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种含压力反馈的伺服压合工装，包括上料检验模组（1）、流水带机构（2）、伺服压合模组（3）、支撑轨道（4）、顶升平台（5）、下料检验模组（6），其特征在于，所述上料检验模组（1）包括上料接驳单元（11）及上料检验单元（12），通过上料接驳单元（11）将贴盖基板的载台（101）输送至上料检验单元（12）检测；

所述流水带机构（2）包括固定支架（21）、传送组件（22），通过传送组件（22）将承载有基板的载台（101）传输至伺服压力模组（3）所在的下方并定位；

所述伺服压合模组（3）包括第一伺服电机（31）、第一丝杆组件（32）、压板组件（33），所述第一伺服电机（31）设置有多组并位于压板组件（33）所在的上方位置，同时每组第一伺服电机（31）通过驱动下方的第一丝杆组件（32）在竖直方向的上下活动，从而对压板组件（33）提供向下的压力，位于压板组件（33）下表面设置有向下突出的压头（331），所述第一丝杆组件（32）所在的下方设置有压力传感器（321），使第一丝杆组件（32）下压时同步对压力传感器（321）的下压，并位于压板组件（33）内设置有加热组件（301），通过加热组件（301）对压板组件（33）下端面的压头（331）进行加热升温；

所述支撑轨道（4）用于对伺服压合模组（3）的支撑，同时顶升平台（5）位于支撑轨道（4）所在的下方位置；

所述顶升平台（5）包括第二伺服电机（51）、第二丝杆组件（52）、加热平台（53），所述第二伺服电机（51）通过第二丝杆组件（52）连通在加热平台（53）上，通过加热平台（53）从流水带机构（2）所在的载台（101）上将阵列分布的贴盖基板顶升，同时位于伺服压合模组（3）上的压头（331）向下对贴盖基板进行压合；

所述下料检验模组（6）用于对保压工序完成的贴盖基板进行转运。

2.根据权利要求1所述的含压力反馈的伺服压合工装，其特征在于，所述上料检验单元（12）包括检测相机（121）、驱动组件（122）、支座（123），所述支座（123）位于上料检验模组（1）所在的端部位置，通过驱动组件（122）实现检测相机（121）的位置调整，同时检测相机（121）对承载有贴盖完成的基板进行视觉检测。

3.根据权利要求1所述的含压力反馈的伺服压合工装，其特征在于，所述第一伺服电机（31）设置为四组，并分别位于压板组件（33）上端部的四角位置，且每组第一伺服电机（31）均独立控制。

4.根据权利要求1所述的含压力反馈的伺服压合工装，其特征在于，位于所述第一丝杆组件（32）在竖直方向同步设置有若干组第一导向杆（322），用于对第一丝杆组件（32）的竖直方向运动起导向。

5.根据权利要求1所述的含压力反馈的伺服压合工装，其特征在于，所述压力传感器（321）所在的下方设置有平衡板（323），使压力传感器（321）位于平衡板（323）所在的四角位置，同时位于平衡板（323）所在的下方位置设置有弹簧支撑座（324），并使每组弹簧支撑座（324）与位于平衡板（323）上方的压力传感器（321）一一对应。

6.根据权利要求1所述的含压力反馈的伺服压合工装，其特征在于，所述压板组件（33）所在的下端面竖直方向设置有若干组销钉（332），使销钉（332）对压头（331）形成包围，同时销钉（332）向下伸出的高度大于压头（331）本身的厚度；

使压板组件（33）与流水带机构（2）上的载台（101）接触时，销钉（332）对载台（101）整体产生向下的压力，并同步实现位于载台（101）上的贴盖基板向上抬升，直至压头（331）与贴盖基板的上端面接触。

7.根据权利要求6所述的含压力反馈的伺服压合工装，其特征在于，所述销钉（332）位于压板组件（33）所连接的端部设置有减震弹簧件（3321），使销钉（332）受压时同步实现回弹。

8.根据权利要求1所述的含压力反馈的伺服压合工装，其特征在于，所述顶升平台（5）设置若干组，并使得每组顶升平台（5）均位于伺服压合模组（3）所在的下方位置且一一对应，实现对位于流水带机构（2）上由载台（101）承载的基板进行向上的顶升，并同步实现加热。

9.根据权利要求1-8任一项所述的含压力反馈的伺服压合工装的压合系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过上料检验模组（1）将贴盖基板的载台（101）进行视觉检测后转运至流水带机构（2）上；

S2、通过流水带机构（2）的传送组件（22）将载台（101）转运至伺服压合模组（3）所在的下方，随后通过流水带机构（2）对载台（101）所在的四周方向进行限位固定；

S3、控制所述伺服压合模组（3）对位于载台（101）上承载的贴盖基板进行上端面的压合作业，位于伺服压合模组（3）上的压力传感器（321）同步记录压合压力，同时所述顶升平台（5）向上顶升，使得加热平台（53）从载台（101）所在的下端面对贴盖基板进行顶升作业并同步加热；

S4、通过流水带机构（2）将完成保压的贴盖基板及载台（101）整体转移至下料检验模组（6）上，通过下料检验模组（6）将贴盖基板重新检测后，再转运至下一个工序。

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