CN116072595A - 横梁及固晶装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种横梁及固晶装置。横梁包括梁本体和减重结构，减重结构包括凹槽和加强件，加强件设置在凹槽内，减重结构设置在梁本体相对的两侧，且相对的加强件交错设置，能够大大减轻梁本体的质量，且在横梁高速运行的过程中，减少响应时间以及停车稳定时间，从而满足快速启停的工况，有效降低运动系统的整定时间，且相对侧的加强件相交叉设置，更能承受不同方向的扭转应力，提高横梁内部强度及刚性，从而提高横梁的抗扭转变形的性能。

Description

横梁及固晶装置

技术领域

本申请涉及半导体封装技术领域，特别是涉及横梁及固晶装置。

背景技术

在半导体器件的封装过程中，固晶是极其重要的环节。固晶机是对半导体进行封装的机械，用于实现半导体器件与基板间的电气连接。固晶机包括横梁，横梁作为运动支撑平台，横梁的两端部设置有端部驱动机构，用于驱动横梁沿自身垂向进行单轴运动，且横梁上也会设置多个加工动子，用以对横梁下方的工件进行加工操作，横梁需承受来自不同方向的力，使横梁易扭转变形。

目前，市面上通常使用大理石横梁作为双驱连接的载体，大理石横梁体积和质量较大，结构较为笨重，在高速运行的过程中，需要的响应时间大，停车稳定时间长，无法满足快速启停的工况。而且，在相同质量的情况下，大理石横梁的横截面较小，易因两侧所受驱动力不均而变形或断裂。

因此，上述的大理石横梁，存在结构笨重，无法满足快速启停工况要求且易扭转变形的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对大理石横梁，存在结构笨重，无法满足快速启停工况要求且易扭转变形的技术问题，提供一种横梁以及横梁双侧驱动装置。

本申请第一方面的实施例提出了一种横梁，所述横梁包括：

梁本体；

减重结构，包括凹槽和加强件，所述加强件设置在所述凹槽内；

其中，所述减重结构设置在所述梁本体相对的两侧，且相对的所述加强件交错设置。

在其中一个实施例中，所述减重结构一一对应成组设置，且所述减重结构沿所述梁本体的周向设置有至少两组。

在其中一个实施例中，所述梁本体具有第一方向和第二方向，一所述减重结构设置于所述梁本体的第一方向上的一侧，记为第一减重结构，所述第一减重结构包括第一加强件，另一所述减重结构设置于所述梁本体的第一方向上的另一侧，记为第二减重结构，所述第二减重结构包括第二加强件，相对侧对应位置处的所述第一加强件与所述第二加强件两者，其中一者朝向所述第二方向上的一侧倾斜，另一者朝向所述第二方向上的另一侧倾斜。

在其中一个实施例中，所述梁本体的横截面为方形结构，所述第一方向与所述第二方向相垂直，所述梁本体的第二方向上的所述减重结构内凹设置于所述梁本体上，以在所述梁本体内形成连接板，在所述梁本体的第二方向上，所述连接板的厚度与所述梁本体的宽度的比值等于或大于1/10，在所述梁本体的第一方向上，所述连接板的高度与所述梁本体的高度的比值等于或大于1/3。

在其中一个实施例中，相邻两组所述减重结构设置于所述梁本体的相邻侧面，所述加强件为板状结构或杆状结构，相邻侧的所述加强件，其中一侧所述加强件的沿自身长度方向上的延长线，记为第一直线，相邻侧且对应位置处的所述加强件的沿自身长度方向上的延长线，记为第二直线，所述第一直线与所述第二直线为空间异面线。

在其中一个实施例中，所述凹槽沿所述梁本体的长度方向设置有多个，相邻所述凹槽之间形成支撑部，所述加强件沿所述凹槽的对角设置，且同一所述减重结构中，相邻所述加强件沿折线形分布。

在其中一个实施例中，所述梁本体的材质为轻质金属。

在其中一个实施例中，所述梁本体的材质为铝合金。

在其中一个实施例中，还包括安装头，所述安装头设置于所述梁本体的两端部，所述安装头上设置有镂空槽。

本申请第二方面的实施例提出了一种固晶装置，包括端部驱动机构、加工动子和上述的横梁，所述端部驱动机构分别传动设置于所述横梁的两端部，所述加工动子设置于所述横梁的相对侧部。

上述横梁，在梁本体上设置有减重结构，梁本体的侧部通过设置凹槽能够形成镂空减重设计，与普通实心横梁相比，在体积相同的情况下，能够大大减轻梁本体的质量，能够在横梁高速运行的过程中，减少响应时间以及停车稳定时间，从而满足快速启停的工况，有效降低运动系统的整定时间，也即，在质量相同的情况下，能够大大增加梁本体的横截面积，并且相对侧对应位置设置的加强件相交错设置，更能承受不同方向的扭转应力，提高横梁内部强度及刚性，从而提高横梁的抗扭转变形的性能。

固晶装置，能够以上述的横梁作为两个端部驱动机构之间的连接载体以及两个加工动子的运动支撑载体，有效降低固晶装置的整定时间，且横梁的抗扭转变形的性能较好，使横梁更能适应固晶装置的使用。

附图说明

图1为本申请实施例的横梁的整体结构示意图。

图2为本申请实施例的横梁的第一减重结构和第二减重结构的位置示意图。

图3为本申请实施例的横梁的第三减重结构和第四减重结构的位置示意图。

图4为本申请实施例的横梁的正向透视图。

图5为图4所示横梁的A-A横截面的示意图。

图6为图4所示横梁的B-B横截面的示意图。

图7为本申请实施例的横梁的俯视图。

图8为本申请实施例的横梁的俯向透视图。

图9为本申请实施例的固晶装置的横梁与端部驱动机构的位置示意图。

图10为本申请实施例的固晶装置的横梁与加工动子的位置示意图。

图中：

1-梁本体；101-侧边加强件；2-减重结构；21-凹槽；22-加强件；210-第一减重结构；211-第一加强件；220-第二减重结构；221-第二加强件；230-第三减重结构；231-第三加强件；240-第四减重结构；241-第四加强件；3-支撑部；4-开口槽；5-连接板；6-安装头；7-镂空槽；8-端部驱动机构；9-加工动子。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。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，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，图1示出了本申请一实施例中的横梁的整体结构示意图。本申请一实施例提供的横梁，包括梁本体1和减重结构2，减重结构2包括凹槽21和加强件22，凹槽21向内凹入梁本体1内，以大大减轻梁本体1的重量，起整体减重作用。加强件22设置在凹槽21内，用以对梁本体1的周向起加强支撑作用。减重结构2设置在梁本体1相对的两侧，且相对的加强件22交错设置，即参阅图7-8，在梁本体1相对侧面形成的任一投影面上，相对的加强件22之间设置有夹角，夹角的变化区间可选为大于0°，且小于或等于90°，相对侧的加强件22可朝向一个方向上的同一侧倾斜设置，也可朝向此方向的不同侧倾斜设置，以使相对侧设置的加强件22之间能够承受不同方向的应力。梁本体1可选用能够进行减重设计的材质，梁本体1的材质可以但不限于为铁、铝或合金材质，在本实施例中，对横梁的材质不作过多限定。

如此设置，梁本体1的侧部通过设置凹槽21能够形成镂空减重设计，与普通实心横梁相比，在体积相同的情况下，能够大大减轻梁本体1的质量，能够在横梁高速运行的过程中，减少响应时间以及停车稳定时间，从而满足快速启停的工况，有效降低运动系统的整定时间，也即，在质量相同的情况下，能够大大增加梁本体1的横截面积，并且相对侧对应位置的加强件22交错设置，更能承受不同方向的扭转应力，提高横梁内部强度及刚性，从而提高横梁的抗扭转变形的性能，解决了现有技术中大理石横梁结构笨重，无法满足快速启停工况要求且易变形或断裂的技术问题。

参阅图1和图3，在一些实施例中，减重结构2一一对应成组设置，且减重结构2沿所述梁本体1的周向设置有至少两组，即梁本体1截面形状的整体外轮廓可以但不限于为方形、六边形或其他多边形，减重结构2可设置在梁本体1的各个侧面上，可选地，截面为方形的梁本体1的上下侧和左右侧均可设置有减重结构2，截面为六边形的梁本体1的上下侧和左右侧相对的各个侧面上也均可设置有减重结构2，如此设置，在质量相同的情况下，能够使梁本体1具有更大的横截面积，更易起到防扭转变形的作用。相对于同体积的实心结构，设置多组减重结构2能够使横梁成品的镂空率可高达55%以上，质量值可降低50%以上。

参阅图2-3，在一些实施例中，梁本体1具有第一方向和第二方向，第一方向和第二方向为梁本体1周向横截面上的两个方向，第一方向和第二方向之间的夹角范围可为大于O°，且小于或等于90°，即第一方向和第二方向可为相互的垂向方向，也可代指两个相互交叉的方向，一减重结构2设置于梁本体1的第一方向上的一侧，记为第一减重结构210，第一减重结构210包括第一加强件211，另一减重结构2设置于梁本体1的第一方向上的另一侧，记为第二减重结构220，第二减重结构220包括第二加强件221，相对侧对应位置处的第一加强件211与第二加强件221两者，其中一者朝向第二方向上的一侧倾斜，另一者朝向第二方向上的另一侧倾斜，以便分设在梁本体1中轴线的两侧，形成十字交叉，第一加强件211和第二加强件221在梁本体1周向的承力范围分布更加均匀，能够承受较大扭转力，进一步提高横梁的抗扭转性能。

参阅图4和图6，进一步地，梁本体1的横截面为方形结构，梁本体1的第一方向与第二方向相垂直，减重结构2内凹设置于梁本体1上，以在梁本体1内形成连接板5，连接板5可为在第二方向上两个减重结构2内凹镂空后，梁本体1中部的余留部分，连接板5能够对第一减重结构210和第二减重结构220的镂空余留部分进行支撑，加强横梁的整体强度。在梁本体1的第二方向上，连接板5的厚度，记为S1，梁本体1的宽度，记为S2，连接板5的厚度S1与梁本体1的宽度S2的比值等于或大于1/10，在梁本体1的第一方向上，连接板5的高度，记为H1，梁本体1的高度，记为H2，连接板5的高度H1与梁本体1的高度H2的比值等于或大于1/3，能够在提高镂空度的同时保障横梁整体的刚度和强度。

参阅图2，在一些实施例中，相邻两组减重结构2设置于梁本体1的相邻侧面，加强件22为板状结构或杆状结构，在相邻侧减重结构2中，位于横梁同一横截面上对应设置的加强件22也相交错设置，相邻侧的加强件22，其中一侧加强件22的沿自身长度方向上的延长线，记为第一直线L1，相邻侧且对应位置处的加强件22的沿自身长度方向上的延长线，记为第二直线L2，第一直线L1与第二直线L2为空间异面线，也即相邻侧的减重结构2的加强件22能够在空间不同方向形成加强支撑，能够承受横梁周向范围内不同方向的应力，空间承力范围更加均匀。

参阅图2和图5，进一步地，加强件22可外凸设置在凹槽21的底壁上，且加强件22的两端部与凹槽21的侧壁相连接，加强件22能够与凹槽21的相对侧壁以及底壁之间相互依托配合，起进一步加强支撑作用。其中，梁本体1还可包括侧边加强件101，侧边加强件101设置于凹槽21的侧壁与底壁之间，且侧边加强件101与加强件22相连接，相互之间形成支撑依托，能够对凹槽21的侧壁与底壁之间的连接起加固作用，减少此边角位置处的应力集中。凹槽21的侧壁之间通过平滑弧面过渡，加强件22的端部与凹槽21的侧壁之间以及加强件22的端部与侧边加强件101之间通过平滑弧面过渡，能够进一步减少凹槽21边角位置的应力集中，加强横梁整体的抗扭转性能。

结合图1和图3所示，在一些实施例中，凹槽21沿梁本体1的长度方向设置有多个，凹槽21的槽口形状可以但不限于为方形、六边形或其他多边形，相邻凹槽21之间形成支撑部3，支撑部3能够在相邻凹槽21之间形成加强支撑，提高横梁的强度及抗扭转性能。加强件22沿凹槽21的对角设置于凹槽21内，加强件22的顶部内缩至凹槽21的槽口内部，在保证强度和高度的同时能够起到进一步减重效果。在同一减重结构2中，相邻加强件22沿折线形分布，即同一侧的多个加强件22沿不同方向倾斜设置，能够更好地承受各个不同方向的应力，且相邻加强件22以及支撑部3之间相互架设支撑，能够极大提高横梁整体的抗扭转性能。其中，同一减重结构2中，加强件22可沿波浪状的折线进行规律性分布，也可沿不同角度随机弯折分布。

其中，支撑部3上可设置有开口槽4，开口槽4的形状可以但不限于为U形或半圆形，能够起到进一步地减重效果。这里需要说明的是，开口槽4设置在横梁的未设置加工动子9的侧部，以便在保障横梁刚度和强度的同时进一步提高镂空减重效果。

结合图1-3，以截面为方形的横梁为例进行说明，以横梁的长度方向为X轴，横梁的左右宽度方向为Y轴，以横梁的上下高度方向为Z轴，建立空间直角坐标系，第一方向可沿Z轴方向设置，第二方向可沿Y轴方向设置。

梁本体1上可设置两组减重结构2，第一减重结构210设置于梁本体1的上部，第二减重结构220设置于梁本体1的下部，第一加强件211和第二加强件221两者，其中一者朝向横梁的左侧倾斜，另一者朝向横梁的右侧倾斜。参阅图4，一减重结构2设置于梁本体1的左侧，记为第三减重结构230，第三减重结构230包括第三加强件231，另一减重结构2设置于梁本体1的右侧，记为第四减重结构240，第四减重结构240包括第四加强件241，第三加强件231和第四加强件241两者，其中一者朝向横梁的上侧倾斜，另一者朝向横梁的下侧倾斜，第一加强件211和第二加强件221以及第三加强件231和第四加强件241在横梁周向的承力范围分布更加均匀，能够承受较大的扭转力，进一步提高横梁的抗扭转性能。

在一些实施例中，梁本体1的材质为轻质金属，能够极大地减轻梁本体1的质量，更加有利于在横梁高速运行的过程中，减少响应时间以及停车稳定时间，从而满足快速启停的工况，有效降低运动系统的整定时间。

进一步地，梁本体1的材质可选用铝合金，铝合金的密度低，强度高，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，铝合金能够在同体积的情况下减轻梁本体1的质量且使梁本体1方便加工。其中，横梁可用一种加工方式即可完成，其加工方式可以但不限于为铣削或铸造，加工更加便利。

参阅图1，在一些实施例中，横梁还包括安装头6，安装头6设置于梁本体1的两端部，安装头6与梁本体1之间的连接为固定连接或可拆卸式连接，可选地，安装头6与梁本体1之间可设计为一体成型结构，安装头6上设置有镂空槽7，能够进一步减轻横梁本体1的重量。镂空槽7可沿梁本体1的长度方向开设，减少对安装头6抗扭转性能的影响。其中，安装头6的连接端面需进行精加工，以形成较高精度，其主要作为导轨等驱动部件的安装面。安装头6的连接端面可包括安装端面和容纳槽，容纳槽内凹开设在安装端面上，用于供减震的部件进行安装。

参阅图9-10，本申请另一实施例提供的固晶装置，包括端部驱动机构8、加工动子9和上述的横梁，端部驱动机构8分别传动设置于横梁的两端部，加工动子9设置于横梁的相对的两侧部。端部驱动机构8沿Y轴方向设置，以驱动横梁沿Y轴方向进行单轴运动。加工动子9的运动方向沿X轴方向，加工过程中，横梁两侧的加工动子9沿相反的方向运动，对其下方的工件进行加工，端部驱动机构8可以但不限于为直线电机，上述实施例中的横梁作为两个端部驱动机构8之间的连接载体以及两个加工动子9的运动支撑载体，在体积相同的情况下，能够大大减轻梁本体1的质量，能够在横梁高速运行的过程中，减少响应时间以及停车稳定时间，从而满足快速启停的工况，有效降低横梁双侧驱动装置的整定时间，也即，在质量相同的情况下，能够大大增加梁本体1的横截面积，并且相对侧对应位置设置的加强件22之间设置有夹角，不同侧的加强件22相交叉设置，更能承受不同方向的扭转应力，提高横梁内部强度及刚性，从而提高横梁的抗扭转变形的性能，使横梁更能适应横梁双侧驱动装置的使用。

其中，梁本体1的设置有加工动子9的侧面为工作面，工作面可统一以底面为基准进行精修，从而使工作面达到加工精度要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种横梁，其特征在于，所述横梁包括：

梁本体（1）；

减重结构（2），包括凹槽（21）和加强件（22），所述加强件（22）设置在所述凹槽（21）内；

其中，所述减重结构（2）设置在所述梁本体（1）相对的两侧，且相对的所述加强件（22）交错设置。

2.根据权利要求1所述的横梁，其特征在于，所述减重结构（2）一一对应成组设置，且所述减重结构（2）沿所述梁本体（1）的周向设置有至少两组。

3.根据权利要求2所述的横梁，其特征在于，所述梁本体（1）具有第一方向和第二方向，一所述减重结构（2）设置于所述梁本体（1）的第一方向上的一侧，记为第一减重结构（210），所述第一减重结构（210）包括第一加强件（211），另一所述减重结构（2）设置于所述梁本体（1）的第一方向上的另一侧，记为第二减重结构（220），所述第二减重结构（220）包括第二加强件（221），相对侧对应位置处的所述第一加强件（211）与所述第二加强件（221）两者，其中一者朝向所述第二方向上的一侧倾斜，另一者朝向所述第二方向上的另一侧倾斜。

4.根据权利要求3所述的横梁，其特征在于，所述梁本体（1）的横截面为方形结构，所述第一方向与所述第二方向相垂直，所述梁本体（1）的第二方向上的所述减重结构（2）内凹设置于所述梁本体（1）上，以在所述梁本体（1）内形成连接板（5），在所述梁本体（1）的第二方向上，所述连接板（5）的厚度与所述梁本体（1）的宽度的比值等于或大于1/10，在所述梁本体（1）的第一方向上，所述连接板（5）的高度与所述梁本体（1）的高度的比值等于或大于1/3。

5.根据权利要求2所述的横梁，其特征在于，相邻两组所述减重结构（2）设置于所述梁本体（1）的相邻侧面，所述加强件（22）为板状结构或杆状结构，相邻侧的所述加强件（22），其中一侧所述加强件（22）的沿自身长度方向上的延长线，记为第一直线，相邻侧且对应位置处的所述加强件（22）的沿自身长度方向上的延长线，记为第二直线，所述第一直线与所述第二直线为空间异面线。

6.根据权利要求1所述的横梁，其特征在于，所述凹槽（21）沿所述梁本体（1）的长度方向设置有多个，相邻所述凹槽（21）之间形成支撑部（3），所述加强件（22）沿所述凹槽（21）的对角设置，且同一所述减重结构（2）中，相邻所述加强件（22）沿折线形分布。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的横梁，其特征在于，所述梁本体（1）的材质为轻质金属。

8.根据权利要求7所述的横梁，其特征在于，所述梁本体（1）的材质为铝合金。

9.根据权利要求1所述的横梁，其特征在于，还包括安装头（6），所述安装头（6）设置于所述梁本体（1）的两端部，所述安装头（6）上设置有镂空槽（7）。

10.一种固晶装置，其特征在于，包括端部驱动机构（8）、加工动子（9）和权利要求1-9任一项所述的横梁，所述端部驱动机构（8）分别传动设置于所述横梁的两端部，所述加工动子（9）设置于所述横梁的相对侧部。

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