CN203760437U - 用于PoP封装的自动夹爪机构 - Google Patents

Abstract

用于PoP封装的自动夹爪机构，包括吸杆旋转上下结构、夹爪结构和加热装置；所述吸杆旋转上下结构，由吸杆制动同步轮、吸杆同步带、吸杆从动同步轮、吸杆固定板、吸杆旋转电机、支撑侧臂、支撑下臂、导轨滑块、导轨、从动轴、上下从动轮、同步带固定块、上下同步带、吸杆上下电机、上下制动轮、吸杆上下导座、吸杆夹块组成；所述夹爪结构，由夹爪上固定板、夹爪下固定板、夹爪从动轮、夹爪惰轮、风咀、固定基板、夹爪同步带、夹爪制动同步轮、夹爪电机、夹爪旋转座、滑动固定板、夹紧制动销、夹紧滑块、夹紧轴承、夹紧臂、夹爪头、夹紧滑动杆组成。本实用新型为自动化，轻松应对PoP高端电子产品的生产与返修，降低PCB的报废率，符合环保要求。

Description

用于PoP封装的自动夹爪机构

技术领域

本实用新型涉及一种夹爪机构控制技术领域，尤其是涉及一种用于PoP封装的自动夹爪机构。

背景技术

随着现代通讯和消费性电子产品的越来越集成和微型化的发展,SMT组装趋向于微型化和精密化和复杂化,SMT从最初的通孔元件装配发展到SMT装配，直到目前小型元器件以封装形式出现，整个SMT的元件越来越小。目前的芯片封装器件的组装形式已经到了0.4毫米或0.3毫米，如CSP和MBGA，组装间距已经达到了0.4毫米，这些应用对整个SMT装配都是一个很大的挑战。

从最近几年开始，很多元器件供应商已经在元器件内部采用层叠式的芯片封装形式，如BGA或者CSP，把两到三种线路层叠在同一个芯片中。比较常见的是，在PCB装配时，采用两个BGA相叠加的方式，也就是PoP封装。当PoP封装返修时，如果上层的BGA损坏下层BGA完好，我们只希望移掉上层的BGA，其实实际中仍存在，下层BGA在返修的过程中造成一些焊接缺陷。想要得到稳定的且高通率的返修，可能会变得相当困难。

发明内容

本实用新型目的是提供一种用于PoP封装的自动夹爪机构。以解决现有技术所存在的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：用于PoP封装的自动夹爪机构，包括吸杆旋转上下结构、夹爪结构和加热装置；所述吸杆旋转上下结构，由吸杆制动同步轮、吸杆同步带、吸杆从动同步轮、吸杆固定板、吸杆旋转电机、支撑侧臂、支撑下臂、导轨滑块、导轨、从动轴、上下从动轮、同步带固定块、上下同步带、吸杆、吸嘴、吸杆上下电机、上下制动轮、吸杆上下导座、吸杆夹块、导轴组成；所述夹爪结构，由夹爪上固定板、夹爪下固定板、夹爪从动轮、夹爪惰轮、风咀、固定基板、夹爪同步带、夹爪制动同步轮、夹爪电机、旋转感应片、轴承挡块、旋转轴承、夹爪旋转座、加热固定连接板、滑动固定板、夹紧制动销、夹紧滑块、夹紧轴承、夹紧臂、夹爪头、旋转光电感应器、旋转感应固定片、夹紧滑动杆组成。

作为优选，所述导轨、吸杆上下电机、夹爪电机固定在固定基板一侧，其中导轨上设有导轨滑块；该固定基板另一侧固定有夹爪上固定板、夹爪下固定板；所述吸杆上下电机的主动轴穿过固定基板，该主动轴上设有上下制动轮。

作为优选，所述固定基板上设有从动轴，该从动轴设置在吸杆上下电机上方；所述从动轴上设有上下从动轮，该上下从动轮通过上下同步带与上下制动轮连接。

作为优选，所述支撑侧壁下端与支撑下臂连接，该支撑侧壁顶端与吸杆固定板连接；所述吸杆固定板下方固定有吸杆旋转电机，该吸杆旋转电机的输出轴穿过吸杆固定板，该输出轴上设有吸杆制动同步轮；所述支撑下臂与导轨滑块连接，其中导轨滑块与同步带固定块连接，该同步带固定块固定在上下同步带上。

作为优选，所述吸杆固定板上固定有吸杆，该吸杆上设有吸杆从动同步轮；所述吸杆从动同步轮通过吸杆同步带与吸杆制动同步轮连接。

作为优选，所述夹爪旋转座上方穿过夹爪上固定板、夹爪下固定板，该夹爪旋转座的上端部设有夹爪从动轮；所述夹爪旋转座与夹爪上固定板、夹爪下固定板的结合处设有旋转轴承，旋转轴承上方设有轴承挡块；所述夹爪旋转座的底部与滑动固定板连接。

作为优选，所述吸杆穿过夹爪旋转座，该吸杆上设有吸杆夹块和吸杆上下导座，吸杆末端设有吸嘴；所述吸杆夹块一侧设有导轴，吸杆上下导座开设有矩形导槽，所述导轴设置在矩形导槽内。

作为优选，所述夹爪电机的输出轴上设有夹爪制动同步轮，夹爪上固定板上方设有夹爪从动轮，该夹爪上固定板上还设有夹爪惰轮；所述夹爪制动同步轮与夹爪从动轮通过夹爪同步带连接。

作为优选，所述滑动固定板上设有两条平行的滑动槽；所述夹紧制动销设置在夹紧滑块上，夹紧滑块设置在滑动固定板下方，其中夹紧制动销的销头设置在滑动槽内。

作为优选，所述加热固定连接板设置在滑动固定板下方，并与固定基板的底端固定连接，该加热固定连接板上固定有夹紧滑动杆；所述夹紧滑动杆穿过夹紧滑块，该夹紧滑动杆与夹紧滑块之间设有夹紧轴承。

作为优选，所述加热固定连接板底部与加热装置连接，该加热装置底部与风咀连接。

作为优选，所述夹紧滑块下方连接有夹紧臂，该夹紧臂末端与夹爪头连接。

作为优选，所述固定基板下方靠近夹爪旋转座一侧设有旋转光电感应器和旋转感应固定片。

本实用新型通过夹爪电机带动的夹爪旋转座、滑动固定板、夹紧制动销、夹紧制动块、夹紧滑动轴、夹紧臂、夹爪头等构成的夹爪机构来完成在线路板自动化组装生产及返修领域中高端电子产品叠加式BGA芯片即PoP封装，元器件的拆焊。本实用新型为自动化，夹取元器件时能自动调整电机输出转矩，伺服系统施加在元器件上的力恒定不变，元器件不会从夹爪上脱落，也不会损坏元器件；轻松应对PoP高端电子产品的生产与返修，降低PCB的报废率，符合环保要求。

附图说明

图1a、1b、1c、1d是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的结构主视图。

图3是本实用新型的结构左视图。

图4是图2所示A-A剖视图。

图5是图3所示B-B剖视图。

图6是本实用新型结构爆炸示意图。

1、吸杆制动同步轮，2、吸杆同步带，3、吸杆从动同步轮，4、吸杆固定板，5、夹爪上固定板，6、夹爪下固定板，7、夹爪从动轮，8、夹爪惰轮 9、吸杆旋转电机，10、加热器组，11、风咀，12、固定基板，13、支撑侧臂，14、夹爪同步带，5、夹爪制动同步轮，16、夹爪电机，17、支撑下臂，18、导轨滑块，19、导轨，20、从动轴，21、上下从动轮，22、同步带固定块，23、上下同步带，24、吸杆上下电机，25、上下制动轮，26、旋转感应片，27、轴承挡块，28、旋转轴承，29、夹爪旋转座，30、吸杆，31、吸嘴，32、加热固定连接板，33、吸杆夹块，34、导轴，35、吸杆上下导座，36、滑动固定板，37、夹紧制动销，38、夹紧滑块，39、夹紧轴承，40、夹紧臂，41、夹爪头，42、旋转光电感应器，43、旋转感应固定片，44、夹紧滑动杆，45、矩形导槽，46、滑动槽。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

由图1结合图2、图3、图4、图5、图6可知，用于PoP封装的自动夹爪机构，主要由吸杆旋转上下结构、夹爪结构和加热装置等组成；其中吸杆旋转上下结构由吸杆制动同步轮1、吸杆同步带2、吸杆从动同步轮3、吸杆固定板4、吸杆旋转电机9、支撑侧臂13、支撑下臂17、导轨滑块18、导轨19、从动轴20、上下从动轮21、同步带固定块22、上下同步带23、吸杆30、吸嘴31、吸杆上下电机24、上下制动轮25、吸杆上下导座35、吸杆夹块33、导轴34组成；夹爪结构，由夹爪上固定板5、夹爪下固定板6、夹爪从动轮7、夹爪惰轮8、风咀11、固定基板12、夹爪同步带14、夹爪制动同步轮15、夹爪电机16、旋转感应片26、轴承挡块27、旋转轴承28、夹爪旋转座29、加热固定连接板32、滑动固定板36、夹紧制动销37、夹紧滑块38、夹紧轴承39、夹紧臂40、夹爪头41、旋转光电感应器42、旋转感应固定片43、夹紧滑动杆44组成。

导轨19、吸杆上下电机24、夹爪电机16固定在固定基板12一侧，其中导轨19上设有导轨滑块18，该固定基板12另一侧固定有夹爪上固定板5、夹爪下固定板6；所述吸杆上下电机24的主动轴穿过固定基板12，该主动轴上设有上下制动轮25。固定基板12上设有从动轴20，该从动轴20设置在吸杆上下电机24上方，从动轴20上设有上下从动轮21，上下从动轮21通过上下同步带23与上下制动轮25连接。

支撑侧壁13下端与支撑下臂17连接，该支撑侧壁13顶端与吸杆固定板4连接；所述吸杆固定板4下方固定有吸杆旋转电机9，该吸杆旋转电机9的输出轴穿过吸杆固定板4，该输出轴上设有吸杆制动同步轮1。吸杆固定板4上固定有吸杆30，该吸杆30上设有吸杆从动同步轮3，吸杆从动同步轮3通过吸杆同步带2与吸杆制动同步轮1连接。

支撑下臂17与导轨滑块18连接，其中导轨滑块18与同步带固定块22连接，该同步带固定块22固定在上下同步带23上。

夹爪旋转座29上方穿过夹爪上固定板5、夹爪下固定板6，该夹爪旋转座29的上端部设有夹爪从动轮7，夹爪旋转座29的底部与滑动固定板36连接；所述夹爪旋转座29与夹爪上固定板5、夹爪下固定板6的结合处设有旋转轴承28，旋转轴承28上方设有轴承挡块27。

吸杆30穿过夹爪旋转座29，该吸杆30上设有吸杆夹块33和吸杆上下导座35，吸杆30末端设有吸嘴31；所述吸杆夹块33一侧设有导轴34，吸杆上下导座35开设有矩形导槽45，其中导轴34设置在矩形导槽45内。

夹爪电机16的输出轴上设有夹爪制动同步轮15，夹爪上固定板5上方设有夹爪从动轮7，该夹爪上固定板5上还设有夹爪惰轮8，夹爪制动同步轮15与夹爪从动轮7通过夹爪同步带14连接。

滑动固定板36上设有两条平行的滑动槽46，夹紧滑块38设置在滑动固定板36下方，其中夹紧制动销37设置在夹紧滑块38上，该夹紧制动销37的销头设置在滑动槽46内。滑动固定板36下方设有加热固定连接板32，该加热固定连接板32与固定基板12的底端固定连接，固定基板12底端靠近夹爪旋转座29一侧设有旋转光电感应器42和旋转感应固定片43。

加热固定连接板32底部与加热装置10连接，该加热装置10底部与风咀11连接。加热固定连接板32的中间位置设有夹紧滑动杆44，所述夹紧滑动杆44穿过夹紧滑块38，该夹紧滑动杆44与夹紧滑块38之间设有夹紧轴承39。夹紧滑块38下方连接有夹紧臂40，该夹紧臂40末端与夹爪头41连接。

PoP封装或PoP封装返修时，夹爪结构的工作过程：夹爪电机16开始工作，夹爪电机16输出轴上的夹爪制动同步轮15开始转动，该夹爪制动同步轮15通过夹爪同步带14和设置在夹爪同步带14侧部的夹爪惰轮8带动夹爪从动轮7转动。因夹爪从动轮7固定在夹爪旋转座29上方，当夹爪从动轮7转动时，夹爪旋转座29也开始转动，随着夹爪旋转座29的转动，同时带动固定在夹爪旋转座29底部的滑动固定板36一起转动。因夹紧滑块38上设置有夹紧制动销37，该夹紧滑块38通过夹紧制动销37与滑动固定板36连接，当滑动固定板36转动时，设置在滑动固定板滑动槽46内的夹紧制动销37的销头沿着滑动槽46运动，从而带动夹紧滑块38沿着夹紧滑动杆44往复直线运动，当夹紧滑块38沿着夹紧滑动杆44做往复直线运动时，连接在夹紧滑块38下端的夹紧臂40也随之带动夹爪头41相对直线运动，即达到了夹爪夹起POP封装的上层BGA。

吸杆旋转上下结构的工作过程：吸杆旋转电机9开始工作，吸杆旋转电机9输出轴上的吸杆制动同步轮1开始转动，吸杆制动同步轮1通过吸杆同步带2带动吸杆30上固定的吸杆从动同步轮3转动，从而使吸杆30转动。当吸杆30转动，设置在吸杆30末端的吸嘴31处真空吸到上层BGA，从而使上层BGA随着吸杆30的转动而旋转一定角度。同时，吸杆上下电机24开始工作，吸杆上下电机24主动轴上的上下制动轮转动25开始转动，该上下制动轮25通过上下同步带23带动上下从动轮21转动。其中上下同步带23上通过同步带固定块22固定有导轨滑块18，该导轨滑块18通过支撑下臂17与支撑侧臂13固定连接；当上下同步带23在上下制动轮25和上下从动轮21之间移动时，固定在上下同步带23上的同步带固定块22带动导轨滑块18沿着导轨19上下运动，导轨滑块18带动支撑下臂17、支撑侧臂13运动，进而使固定在支撑侧臂13上方的吸杆固定板4带动吸杆30上下运动。因吸杆30下方设有吸杆夹块33和吸杆上下导座35，当吸杆固定板4带动吸杆30上下运动时，固定在吸杆30上的吸杆夹块导轴34在吸杆上下导座35开设的矩形导槽45内上下运动。能使在拆焊BGA时，吸杆30真空吸到BGA脱离PCB板。

Claims (10)

1.用于PoP封装的自动夹爪机构，包括吸杆旋转上下结构、夹爪结构和加热装置；其特征是，所述吸杆旋转上下结构，由吸杆制动同步轮、吸杆同步带、吸杆从动同步轮、吸杆固定板、吸杆旋转电机、支撑侧臂、支撑下臂、导轨滑块、导轨、从动轴、上下从动轮、同步带固定块、上下同步带、吸杆、吸嘴、吸杆上下电机、上下制动轮、吸杆上下导座、吸杆夹块、导轴组成；所述夹爪结构，由夹爪上固定板、夹爪下固定板、夹爪从动轮、夹爪惰轮、风咀、固定基板、夹爪同步带、夹爪制动同步轮、夹爪电机、旋转感应片、轴承挡块、旋转轴承、夹爪旋转座、加热固定连接板、滑动固定板、夹紧制动销、夹紧滑块、夹紧轴承、夹紧臂、夹爪头、旋转光电感应器、旋转感应固定片、夹紧滑动杆组成。

2.根据权利要求1所述的用于PoP封装的自动夹爪机构，其特征是，所述导轨、吸杆上下电机、夹爪电机固定在固定基板一侧，其中导轨上设有导轨滑块；该固定基板另一侧固定有夹爪上固定板、夹爪下固定板；所述吸杆上下电机的主动轴穿过固定基板，该主动轴上设有上下制动轮。

3.根据权利要求1或2所述的用于PoP封装的自动夹爪机构，其特征是，所述固定基板上设有从动轴，该从动轴设置在吸杆上下电机上方；所述从动轴上设有上下从动轮，该上下从动轮通过上下同步带与上下制动轮连接。

4.根据权利要求1所述的用于PoP封装的自动夹爪机构，其特征是，所述支撑侧壁下端与支撑下臂连接，该支撑侧壁顶端与吸杆固定板连接；所述吸杆固定板下方固定有吸杆旋转电机，该吸杆旋转电机的输出轴穿过吸杆固定板，该输出轴上设有吸杆制动同步轮；所述支撑下臂与导轨滑块连接，其中导轨滑块与同步带固定块连接，该同步带固定块固定在上下同步带上。

5.根据权利要求1所述的用于PoP封装的自动夹爪机构，其特征是，所述吸杆固定板上固定有吸杆，该吸杆上设有吸杆从动同步轮；所述吸杆从动同步轮通过吸杆同步带与吸杆制动同步轮连接。

6.根据权利要求1所述的用于PoP封装的自动夹爪机构，其特征是，所述夹爪旋转座上方穿过夹爪上固定板、夹爪下固定板，该夹爪旋转座的上端部设有夹爪从动轮；所述夹爪旋转座与夹爪上固定板、夹爪下固定板的结合处设有旋转轴承，旋转轴承上方设有轴承挡块；所述夹爪旋转座的底部与滑动固定板连接。

7.根据权利要求1所述的用于PoP封装的自动夹爪机构，其特征是，所述吸杆穿过夹爪旋转座，该吸杆上设有吸杆夹块和吸杆上下导座，吸杆末端设有吸嘴；所述吸杆夹块一侧设有导轴，吸杆上下导座开设有矩形导槽，所述导轴设置在矩形导槽内。

8.根据权利要求1或2所述的用于PoP封装的自动夹爪机构，其特征是，所述夹爪电机的输出轴上设有夹爪制动同步轮，夹爪上固定板上方设有夹爪从动轮，该夹爪上固定板上还设有夹爪惰轮；所述夹爪制动同步轮与夹爪从动轮通过夹爪同步带连接。

9.根据权利要求1所述的用于PoP封装的自动夹爪机构，其特征是，所述滑动固定板上设有两条平行的滑动槽；所述夹紧制动销设置在夹紧滑块上，夹紧滑块设置在滑动固定板下方，其中夹紧制动销的销头设置在滑动槽内。

10.根据权利要求1所述的用于PoP封装的自动夹爪机构，其特征是，所述加热固定连接板设置在滑动固定板下方，并与固定基板的底端固定连接，该加热固定连接板上固定有夹紧滑动杆；所述夹紧滑动杆穿过夹紧滑块，该夹紧滑动杆与夹紧滑块之间设有夹紧轴承。