CN204885122U - 一种顶针驱动装置、顶针机构及其自动固晶机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种顶针驱动装置、顶针机构及其自动固晶机。其中，所述顶针驱动装置包括驱动电机以及连接顶针和驱动电机的传动机构，所述传动机构具体为曲柄滑块机构，曲柄段由驱动电机带动旋转，滑块段与顶针连接，沿直线往复运动。通过使用连杆机构来替代现有技术中的凸轮结构，使顶针的上下运动无滞后，上下运动位置一致性良好，有效的延长了顶针的使用寿命。另外，采用曲柄滑块连杆机构后，顶针驱动部分的刚性提高，使顶针运动时无左右摆动，有效避免了原料的浪费，极大提升了固晶品质并使得对驱动电机的精度要求等降低，有效地降低了生产成本。

Description

一种顶针驱动装置、顶针机构及其自动固晶机

技术领域

本实用新型涉及自动化设备领域，尤其涉及一种顶针驱动装置、顶针机构及其自动固晶机。

背景技术

固晶是半导体行业封装重要的工序，而由于受人力成本等因素影响，自动固晶机应用越来越广泛。

而顶针机构则是自动固晶机中必不可少的装置。它主要起把晶片顶出，使晶片从晶膜分离的作用。由于晶片非常小且脆弱，加上固晶机速度越来越快，对顶针机构的位置精度及响应速度的要求越来越高。

现有的固晶机顶针驱动机构均采用如图1所示的凸轮推杆结构。A1为顶针，A2为直线轴承，使顶针A1沿上下运动，A3为固晶机的基座，A6为轴承，A8为驱动电机的输出转轴。其具体通过凸轮A7的位移控制顶针A1的高度并依靠弹簧A4使顶针复位。基于自动固晶机的特点，为保证运动的灵活性，无法设置回复弹力较大的弹簧A4。因而，上述凸轮推杆结构在高速运动中容易出现推杆A5与凸轮A7过冲脱离的情况，从而导致顶针高度不受控制，使顶针过快磨损或造成晶片损伤。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种顶针驱动装置、顶针机构及其自动固晶机，旨在解决现有自动固晶机顶针机构推杆与凸轮容易过冲脱离，导致顶针过快磨损和造成晶片损伤问题。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型一方面公开了一种顶针驱动装置，包括驱动电机以及连接顶针和驱动电机的传动机构，其特征在于，所述传动机构具体为曲柄滑块机构，曲柄段由驱动电机带动旋转，滑块段与顶针连接，沿直线往复运动。

其中，所述曲柄滑块机构具体包括：偏心轴、连杆、直线轴承及顶针连接杆；所述驱动电机输出端通过偏心轴与连杆的一端连接，构成原动件，带动连杆旋转，形成曲柄段；所述顶针连接杆与连杆的另一端铰接，直线轴承固定在机体上；所述顶针连接杆与所述直线轴承构成移动副，所述直线轴承充当机架，所述顶针连接杆充当滑块段。

进一步的，所述偏心轴通过第一滚动轴承与连杆连接，偏心轴与第一滚动轴承之间的连接为过盈配合。

进一步的，所述顶针连接杆具体包括直线运动杆、连接块以及从动小轴；所述连杆及连接块对应位置上设置有轴孔，所述从动轴穿过连杆与连接块的轴孔，形成连杆与连接块的铰接结构；所述直线运动杆与连接块固定联接并由直线轴承导引，沿直线轴承的轴心往复运动。

进一步的，所述从动轴通过第二滚动轴承与连杆连接，从动轴与第二滚动轴承之间为过盈配合。

进一步的，所述顶针驱动装置还包括原点调整装置，所述原点调整装置具体包括：传感器座、原点传感器以及挡光片；所述原点传感器设置在传感器座上，可调整位置的传感器座设置在机架上，挡光片固定在驱动电机的输出轴上，随驱动电机旋转。

进一步的，所述曲柄滑块机构为偏置曲柄滑块机构。

进一步的，所述驱动电机为步进电机。

本实用新型另一方面还提供了一种固晶机顶针机构，其中，所述顶针机构包括如上所述的顶针驱动装置和与所述顶住驱动装置连接的顶针。

本实用新型还提供了一种自动固晶机，其中，所述自动固晶机的顶针机构为如上所述的固晶机顶针机构。

有益效果：本实用新型提供的一种顶针驱动装置、顶针机构及其自动固晶机。通过使用连杆机构来替代现有技术中的凸轮结构，使顶针的上下运动无滞后，上下运动位置一致性良好，有效的延长了顶针的使用寿命。另外，采用曲柄滑块连杆机构后，顶针驱动部分的刚性提高，使顶针运动时无左右摆动，有效避免了原料的浪费，极大提升了固晶品质并使得对驱动电机的精度要求等降低，有效的减少了生产成本。

附图说明

图1为现有技术的顶针驱动机构均采用的凸轮推杆结构示意图。

图2为本实用新型具体实施例的顶针驱动装置的结构原理图。

图3为本实用新型具体实施例的顶针驱动装置的立体结构示意图。

图4为本实用新型具体实施例的应用所述顶针机构的自动固晶机的局部结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种顶针驱动装置、顶针机构及其自动固晶机。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图4所示，为本实用新型具体实施例的顶针驱动装置。

所述顶针驱动装置包括驱动电机100以及连接顶针和驱动电机的传动机构200。如图所示，所述传动机构200具体为能够将曲柄段的旋转运动转换为滑块段的直线往复运动的曲柄滑块机构。其中，曲柄段由驱动电机带动旋转，滑块段与顶针连接，沿直线往复运动。通过上述曲柄滑块机构，能够将驱动电机的旋转运动转换为顶针的直线往复运动，实现了对顶针的驱动。当然，所述驱动电机具体可以为任何合适的动力输出装置，例如伺服电机、步进电机等。在较佳的实施例中，所述驱动电机为步进电机。应当说明的是，若采用现有的凸轮推杆机构，一般的，在较高生产速度的情况下，需要使用精确度较高的伺服电机来作为驱动装置。而采用上述连杆机构则可以用步进电机的同时达到上述相同的生产速度，极大的减少了生产的成本。

上述曲柄滑块连杆机构，其构件之间的接触依靠本身的几何封闭来实现，与现有技术中使用凸轮推杆机构时需要使用弹簧力来保持凸轮与推杆的接触(即使顶针复位)不同。由于使用连杆机构，使得推杆的刚性和精度提高，从根本上避免了现有顶针机构中容易出现凸轮与推杆过冲脱离的现象。与现有的凸轮推杆结构相比，使用曲柄滑块连杆机构减少了顶针的不规则运动并降低了对驱动电机精确程度的要求。应当说明的，可以采用任何合适的连杆驱动实现上述功能，所述曲柄滑块机构可以依据实际需求使用合适的结构。

在本实用新型的具体实施例中，所述曲柄滑块机构具体可以采用如图2-图4所示的结构。包括：偏心轴8、连杆6、直线轴承3及顶针连接杆16。所述偏心轴8与驱动电机100输出端9连接，还与连杆6的一端连接。驱动电机通过偏心轴8带动连杆6旋转，构成原动件，形成曲柄段。

所述连杆6的另一端则与顶针连接杆16铰接。所述顶针连接杆16与直线轴承3套接，构成移动副。所述直线轴承充当机架(在自动固晶机上使用时，将直线轴承3固定在基座上)。所述顶针连接杆充当滑块段。在直线轴承3的导向作用下，形成沿直线轴承3的直线轴心往复运动的滑块段。当然，所述直线轴承具体可以依据具体实际需要(例如往复运动速度、精度等)采用任何合适类型以及大小的直线轴承。

具体的，所述曲柄滑块机构为偏置曲柄滑块机构。亦即所述顶针连接杆16的轴心不穿过驱动电机的输出端的旋转轴心。较佳的是，如图2所示，所述顶针连接杆16可以具体包括：直线运动杆2、连接块4以及从动轴5。在连杆的一端和连接块的对应位置设置供从动轴5穿过的轴孔。从动轴5穿过所述轴孔，形成连接块4与连杆6的一端的铰接结构。所述直线运动杆2则与连接块4固定联接。具体固定联接方式可以使用如图3所示的，利用抱紧螺丝固定的方式。当然也可以采用其他合适的可拆或者不可拆的固定联接方式或者将连接块4与直线运动杆一体设置。

具体的，上述偏心轴8具体可以通过第一滚动轴承与连杆6的一端连接，所述从动轴5可以通过第二滚动轴承与连杆6的另一端连接。连杆6与第一、第二滚动轴承、偏心轴8与第一滚动轴承、从动轴5与第二滚动轴承之间的配合均为过盈配合。上述采用过盈配合的方式，能够进一步地提高连杆机构的刚性。

在本实用新型的较佳实施例中，所述顶针驱动装置还包括一原点调整装置。如图2和3所示，所述原点调整装置具体可以包括：传感器座12、原点传感器11以及挡光片10。其中，所述原点传感器11设置在传感器座12上。传感器座12设置在机架的相应位置中，可以依据实际需要细调整具体位置。挡光片10固定在驱动电机的输出转轴上，随驱动电机旋转。上述原点调整装置的具体工作过程为：随驱动电机旋转的挡光片10随电机的转动阻挡原点传感器11，激发相应的信号，从而精确的确定工作原点。若工作原点存在误差需要进行调整时，可以通过细微调整原点传感器座12的具体位置来实现对误差的补偿。上述原点调整装置，能够精确的确定顶针驱动装置的工作原点，有效的提高了顶针的工作精度。

本实用新型具体实施例的顶针驱动机构具体工作过程如下所述：驱动电机转动带动上述偏心结构(即偏心轴及其相关部件)运动。驱动电机输出轴固定连接的挡光片通过原点传感器找到运动原点，运动通过连杆结构传递，在直线轴承的导向作用下，使顶针沿直线上下往复运动。

本实用新型还提供了一种固晶机顶针机构。如图2和3所示，所述顶针机构包括如上所述的顶针驱动装置和顶针1。顶针1设置在所述顶针连接杆的一端16，顶针与顶针连接杆的具体连接方式可以采用现有常用的顶针连接技术，在此不作赘述。

本实用新型还进一步提供了一种自动固晶机。如图3所示，所述自动固晶机的顶针机构采用了如上所述的固晶机顶针机构，所述固晶机顶针机构设置在基座15上。由于采用了上述运动位置一致性好，顶针运动无滞后及左右摆动的固晶机顶针机构。所述自动固晶机的碎晶率(即晶片破损率)低，有效避免了原料的浪费，降低生产成本，极大提升了固晶品质。

综上所述，本实用新型提供的一种顶针驱动装置采用构件为过盈配合的连杆机构，使顶针上下运动无滞后，上下运动位置一致性好，延长了顶针的使用寿命。另外，由于连杆机构刚性高，无摆动，顶针运动时无左右摆动，本实用新型所述自动固晶机在固小晶片(例如6*6mil)时，碎晶率(晶片破损率)远远低于采用传统凸轮结构顶针机构，有效避免了原料的浪费，极大提升了固晶品质。并且，仅仅用步进电机便可以达到其他采用传统凸轮顶针用伺服电机的速度，大大减少了生产成本，便于大规模应用于自动固晶机生产。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种顶针驱动装置，包括驱动电机以及连接顶针和驱动电机的传动机构，其特征在于，所述传动机构具体为曲柄滑块机构，曲柄段由驱动电机带动旋转，滑块段与顶针连接，沿直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的顶针驱动装置，其特征在于，所述曲柄滑块机构具体包括：偏心轴、连杆、直线轴承及顶针连接杆；

所述驱动电机输出端通过偏心轴与连杆的一端连接，构成原动件，带动连杆旋转，形成曲柄段；

所述顶针连接杆与连杆的另一端铰接，直线轴承固定在机体上；所述顶针连接杆与所述直线轴承构成移动副，所述直线轴承充当机架，所述顶针连接杆充当滑块段。

3.根据权利要求2所述的顶针驱动装置，其特征在于，所述偏心轴通过第一滚动轴承与连杆连接，偏心轴与第一滚动轴承之间的连接为过盈配合。

4.根据权利要求2所述的顶针驱动装置，其特征在于，所述顶针连接杆具体包括直线运动杆、连接块以及从动轴；

所述连杆及连接块对应位置上设置有轴孔，所述从动轴穿过连杆与连接块的轴孔，形成连杆与连接块的铰接结构；

所述直线运动杆与连接块固定联接并由直线轴承导引，沿直线轴承的轴心往复运动。

5.根据权利要求4所述的顶针驱动装置，其特征在于，所述从动轴通过第二滚动轴承与连杆连接，从动轴与第二滚动轴承之间为过盈配合。

6.根据权利要求1所述的顶针驱动装置，其特征在于，所述顶针驱动装置还包括原点调整装置，所述原点调整装置具体包括：传感器座、原点传感器以及挡光片；

所述原点传感器设置在传感器座上，可调整位置的传感器座设置在机架上，挡光片固定在驱动电机的输出轴上，随驱动电机旋转。

7.根据权利要求1所述的顶针驱动装置，其特征在于，所述曲柄滑块机构为偏置曲柄滑块机构。

8.根据权利要求1所述的顶针驱动装置，其特征在于，所述驱动电机为步进电机。

9.一种固晶机顶针机构，其特征在于，所述顶针机构包括如权利要求1-8任一所述的顶针驱动装置和与所述顶针驱动装置连接的顶针。

10.一种自动固晶机，其特征在于，所述自动固晶机的顶针机构为如权利要求9所述的固晶机顶针机构。