CN210092035U - 一种精密芯片排列机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种精密芯片排列机，包括：机架、平台，支撑架、晶片工作组件、顶针组件、支架工作组件、及第三视觉定位组件，及依次设于支撑架上的第二视觉定位组件、摆臂组件、第一视觉定位组件，晶片工作组件对应第一视觉定位组件设置，顶针组件设于第一视觉定位组件下方且与晶片工作组件配合设置，支架工作组件设于第二视觉定位组件下方，第三视觉定位组件设于晶片工作组件与支架工作组件之间。本实用新型的芯片排列机上增加第三视觉定位组件，能够精准识别晶片角度和位置偏差，有利于提升识别及放置晶片的角度和位置精准度；调整支架工作组件上的XY和水平旋转机构能够弥补晶片角度误差；芯片排列机的排片精度可达到微米级。

Description

一种精密芯片排列机

技术领域

本实用新型涉及芯片封装以及芯片装贴自动化设备技术领域，尤其涉及一种精密芯片排列机。

背景技术

在芯片封装和电子产品生产过程中，经常需要对芯片进行精密排列或者精密装贴，精度要达到微米级。传统的晶片排列机、贴片机和固晶机由于设计上的问题达不到微米级的精度要求。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种精密芯片排列机。

本实用新型的技术方案如下：本实用新型提供一种精密芯片排列机，包括：机架、设于所述机架上的平台，及设于所述平台上的支撑架、晶片工作组件、顶针组件、支架工作组件、及第三视觉定位组件，及依次设于所述支撑架上的第二视觉定位组件、摆臂组件、及第一视觉定位组件；所述晶片工作组件对应所述第一视觉定位组件设置，所述顶针组件设于所述第一视觉定位组件下方且与所述晶片工作组件配合设置，所述支架工作组件设于所述第二视觉定位组件下方，所述第三视觉定位组件设于所述晶片工作组件与所述支架工作组件之间。

进一步地，所述晶片工作组件包括：设于所述平台上的晶片XY位移机构、及设于所述晶片XY位移机构上的晶环固定座，所述晶片XY位移机构能够带动所述晶环固定座左右前后运动。

进一步地，所述顶针组件包括：设于所述平台上的顶针XY调节机构、设于所述顶针XY调节机构上的顶针上下运动机构、及设于所述顶针上下运动机构上的顶针，所述顶针XY调节机构及所述顶针上下运动机构能够带动所述顶针左右前后及上下运动。

进一步地，所述摆臂组件包括：Z向位移机构、水平旋转机构、若干摆臂、及设于每一所述摆臂上的吸嘴，所述Z向位移机构及所述水平旋转机构能够带动所述摆臂实现所述吸嘴上下及水平旋转运动，实现晶片的取放。

进一步地，所述Z向位移机构、所述水平旋转机构及所述摆臂的安装顺序分为两种：一种方式为，所述Z向位移机构设于所述支撑架上，所述水平旋转机构设于所述Z向位移机构上，所述摆臂设于所述水平旋转机构上；另一种方式为，所述水平旋转机构设于所述支撑架上，所述Z向位移机构设于所述水平旋转机构上，所述摆臂设于所述Z向位移机构上。

进一步地，所述支架工作组件包括：设于所述平台上的支架XY位移机构、设于所述支架XY位移机构上的支架旋转机构、设于所述支架旋转机构上的支架、及设于所述支架旋转机构上的导料筋，所述支架XY位移机构能够带动所述支架旋转机构实现所述支架和所述导料筋左右前后运动，所述支架旋转机构能够带动所述支架和所述导料筋水平旋转运动。

进一步地，所述第三视觉定位组件包括：设于所述平台上的XY调节机构、设于所述XY调节机构上的Z向调节机构、及设于所述Z向调节机构上的第三定位装置，所述XY调节机构及所述Z向调节机构能够带动所述第三定位装置左右前后及上下运动，调整所述第三定位装置的定位中心和视觉焦距，所述第三视觉定位组件的观察角度是由下向上观察所述晶片工作组件。所述第二视觉定位组件包括：设于所述支撑架上的Z向微调机构，及设于所述Z向微调机构上的第二定位装置，所述Z向微调机构能够调整所述第二定位装置的焦距。所述第一视觉定位组件包括：设于所述支撑架上的Z向微调装置，及设于所述Z向微调装置上的第一定位装置，所述Z向微调装置能够调整所述第一定位装置的焦距，所述第二视觉定位组件及第一视觉定位组件的观察角度均为由上向下观察所述晶片工作组件。所述第一定位装置、第二定位装置、及第三定位装置均为高清相机，所述第一视觉定位组件、第二视觉定位组件、及第三视觉定位组件中均设置有高清变焦镜筒、及多色光源。

进一步地，从所述芯片排列机的上方俯视观察，所述第一视觉定位组件、第二视觉定位组件、及第三视视觉定位组件三者之间的位置关系如下：

所述第一视觉定位组件与第二视觉定位组件设于所述摆臂组件的旋转中心的两侧，所述第一视觉定位组件、第二视觉定位组件及第三视觉定位组件的观察区域分别位于所述吸嘴的旋转路径上，所述第三视觉定位组件及所述第二视觉定位组件两者的观察区域中心点与所述摆臂组件的中心轴之间的连线形成一夹角，所述夹角的范围为45°-135°。

进一步地，所述夹角为90°。

进一步地，还包括料盒组件、自动上下料组件、胶盘组件、点胶组件，所述料盒组件设于所述自动上下料组件的一端，所述支撑架设于所述自动上下料组件的另一端，所述胶盘组件、点胶组件设于所述支撑架上且位于靠近所述自动上下料组件这一端。所述料盒组件包括：设于所述机架上的料盒上下运动机构、设于所述上下运动机构上的料盒，所述料盒上下运动机构能够带动所述料盒上下运动。所述自动上下料组件包括：前后运动机构、左右运动机构、及夹持机构，能够自动从所述料盒组件取放料片到所述支架工作组件上。所述胶盘组件包括：设于所述支撑架上的胶盘旋转运动机构、设于所述胶盘旋转运动机构上的胶盘，所述胶盘旋转运动机构能够带动所述胶盘水平旋转运动。所述点胶组件包括：设于所述支撑架上的点胶上下旋转运动机构、及设于所述点胶上下旋转运动机构上的点胶臂、及设于所述点胶臂上的点胶头，所述点胶上下旋转运动机构能够带动所述点胶臂实现所述点胶头的上下旋转运动。

采用上述方案，本实用新型的芯片排列机上设有第三视觉定位组件，能够精准识别晶片角度和位置偏差；第三视觉定位组件与第二视觉定位组件与摆臂的分布位置有利于提升识别及放置晶片的角度和位置精准度；调整支架工作组件上的XY和水平旋转机构能够弥补晶片角度误差；芯片排列机的排片精度可达到微米级。

附图说明

图1为本实用新型精密芯片排列机的立体结构示意图；

图2为本实用新型精密芯片排列机的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1与图2，本实用新型提供一种精密芯片排列机，包括：支架1、设于所述支架1上的平台2，及设于所述平台2上的料盒组件14、自动上下料组件13、支撑架5、胶盘组件12、点胶组件10、第二视觉定位组件9、摆臂组件11、第一视觉定位组件7、晶片工作组件3、顶针组件18、支架工作组件16、第三视觉定位组件17、液晶显示器8、及报警指示灯6。所述料盒组件14设于所述自动上下料组件13的一端，所述支撑架5设于所述自动上下料组件13的另一端。所述胶盘组件12、点胶组件10、第二视觉定位组件9、摆臂组件11、第一视觉定位组件7由对应所述自动上下料组件13这一端开始依次安装于所述支撑架5上。所述晶片工作组件3对应所述第一视觉定位组件7设置，所述顶针组件18设于所述第一视觉定位组件7下方且与所述晶片工作组件3配合设置，所述支架工作组件16设于所述第二视觉定位组件9下方，所述第三视觉定位组件17设于所述晶片工作组件3与所述支架工作组件16之间。所述液晶显示器8主要作为操作界面，可以直观显示软件操作界面、三个视觉定位组件的图像以及晶片排列精度等。所述报警指示灯6主要用来指示设备运行状态、设备异常报警指示和晶片排列异常报警指示等，方便一对多的作业。本实例通过所述第一视觉定位组件7自动找寻放置于所述晶片工作组件3上的晶片；然后由所述顶针组件18顶起晶片，所述摆臂组件11旋转至晶片上方并完成晶片的吸取；接着所述摆臂组件11旋转运动至所述第三视觉定位组件17的上方，所述第三视觉定位组件17完成抓图并识别晶片的角度和位置偏差；最后所述支架工作组件16根据晶片的角度和位置偏差运动至目标位置，所述摆臂组件11旋转运动到位，后放置晶片，所述第二视觉定位组件9判别晶片的角度和位置的误差，避免晶片排列误差过大，从而实现精密芯片的自动排列。本实用新型的芯片排列机通过所述第三视觉定位组件17对所述摆臂组件11吸取起来的晶片进行检测，获取晶片精准的位置和角度偏差，然后调整所述支架工作组件16的位置来弥补晶片位置和角度偏差，从而提高排片精度，排片精度能够达到微米级。

具体地，本实施例中所述晶片工作组件3包括：设于所述平台2上的晶片XY位移机构、及设于所述晶片XY位移机构上的晶环固定座4，所述晶片XY位移机构能够带动所述晶环固定座4左右前后运动。所述顶针组件18包括：设于所述平台2上的顶针XY调节机构，设于所述顶针XY调节机构上的顶针上下运动机构，所述顶针XY调节机构能够带动所述顶针上下运动机构左右前后运动，实现所述顶针上下运动机构中心位置的调整校准。通过调节所述晶片XY位移机构及所述顶针XY调节机构能够使所述晶环固定座4位于所述顶针上下运动机构的正上方，同时使所述晶环固定座4位于所述第一视觉定位组件7的视野区内，方便所述第一视觉定位组件7自动找寻晶片，同时也方便所述顶针上下运动机构将所述晶环固定座4上的晶片顶起。

所述支架工作组件16包括：设于所述平台2上的支架XY位移机构、设于所述支架XY位移机构上的支架旋转机构、设于所述支架旋转机构上的支架15、及设于所述支架旋转机构上的导料筋。具体地，本实施例中所述支架旋转机构可以为旋转马达、涡轮旋转结构、伺服电机、步进电机等。所述支架XY位移机构能够带动所述支架旋转机构实现所述支架15和所述导料筋左右前后运动，所述支架旋转机构能够带动所述支架15和所述导料筋水平旋转运动。所述支架工作组件16可以根据晶片的角度和位移偏差运动至目标位置，实现晶片的准确排列。

所述摆臂组件11包括：Z向位移机构、水平旋转机构、若干摆臂23、及设于每一所述摆臂23上的吸嘴24，所述Z向位移机构及所述水平旋转机构能够带动所述摆臂23实现所述吸嘴24上下及水平旋转运动，实现晶片的取放。具体地，所述Z向位移机构、所述水平旋转机构及所述摆臂23的安装顺序分为两种：一种方式为，所述Z向位移机构设于所述支撑架5上，所述水平旋转机构设于所述Z向位移机构上，所述摆臂23设于所述水平旋转机构上；另一种方式为，所述水平旋转机构设于所述支撑架5上，所述Z向位移机构设于所述水平旋转机构上，所述摆臂23设于所述Z向位移机构上。具体地，本实施例中为第二种安装方式，所述Z向位移机构及所述水平旋转机构能够带动所述摆臂23实现所述吸嘴24上下及水平旋转运动，实现精密芯片的取放和高速水平旋转移动。

所述第三视觉定位组件17包括：设于所述平台2上的XY调节机构、设于所述XY调节机构上的Z向调节机构、及设于所述Z向调节机构上的第三定位装置，所述XY调节机构及所述Z向调节机构能够带动所述第三定位装置左右前后及上下运动，调整所述第三定位装置的定位中心和视觉焦距。所述第二视觉定位组件9包括：设于所述支撑架5上的Z向微调机构，及设于所述Z向微调机构上的第二定位装置，所述Z向微调机构71能够调整所述第二定位装置的焦距。所述第一视觉定位组件7包括：设于所述支撑架5上的Z向微调装置，及设于所述Z向微调装置上的第一定位装置，所述Z向微调装置能够调整所述第一定位装置的焦距。具体地，本实施例中所述第一定位装置、第二定位装置、及第三定位装置1均为高清相机。在本实施例中，所述第一视觉定位组件7、第二视觉定位组件9、及第三视觉定位组件17中均设置有高清变焦镜筒，方便适应不同规格芯片的使用，同时三个视觉定位组件中还设置有多色光源，如白光、红光、蓝光、绿光等，方便不同产品的使用，实现产品的高清识别。所述第三视觉定位组件17的观察角度是由下向上观察所述晶片工作组件3，所述第二视觉定位组件9及第一视觉定位组件7的观察角度均为由上向下观察所述晶片工作组件3。从所述芯片排列机的上方俯视观察，所述第一视觉定位组件7、第二视觉定位组件9、及第三视视觉定位组件13三者之间的位置关系如下：所述第一视觉定位组件7与第二视觉定位组件9设于所述摆臂组件11的旋转中心的两侧，所述第一视觉定位组件7、第二视觉定位组件9及第三视觉定位组件17的观察区域中心点分别位于所述吸嘴24的旋转路径上，所述第三视觉定位组件17及所述第二视觉定位组件9两者的观察区域中心点与所述摆臂组件11的中心轴之间的连线形成一夹角25，所述夹角25的范围为45°-135°，所述夹角25为90°是最完美角度，此时所述所述第三视觉定位组件17、所述第二视觉定位组件9、与所述摆臂组件11之间的位置最为完美，能够最大程度的提高晶片的排列精度。

所述自动上下料组件13包括：前后运动机构、左右运动机构、及夹持机构，能够自动从所述料盒组件14取放晶片到所述支架工作组件16上。所述料盒组件14包括：设于所述平台2上的料盒上下运动机构、设于所述上下运动机构上的料盒，所述料盒上下运动机构能够带动所述料盒上下运动，从而使所述夹持机构能够方便取到晶片。所述点胶组件10包括：设于所述支撑架5上的点胶上下旋转运动机构、及设于所述点胶上下旋转运动机构上的点胶臂、及设于所述点胶臂上的点胶头，所述点胶上下旋转运动机构能够带动所述点胶臂实现所述点胶头的上下及水平旋转运动。所述胶盘组件12包括：设于所述支撑架5上的胶盘旋转运动机构、设于所述胶盘旋转运动机构上的胶盘，所述胶盘旋转运动机构能够带动所述胶盘水平旋转运动。

具体地，本实施例提供的精密芯片排列机，使用时，打开控制软件，根据晶片实际情况调整所述第一视觉定位组件7、第二视觉定位组件9和第三视觉定位组件17并选择合适光源，使所述液晶显示器9上的三个图像清晰；移动所述摆臂旋转至所述晶环固定座上方取晶片的位置，调整所述顶针组件18、吸嘴和第一视觉定位组件7至同心；利用校准点，通过软件标定苏所述支架工作组件16的旋转中心；把芯片晶环固定在所述晶环固定座上，在支架工作台15放置好基板，基板可以是铝基板、陶瓷基板或电路板等，在软件上设置好排列起点，排列间隔，排列方向，点击启动按钮，即可开始自动芯片排列。

综上所述，本实用新型的芯片排列机上设有第三视觉定位组件，能够精准识别晶片角度和位置偏差；第三视觉定位组件与第二视觉定位组件与摆臂的分布位置有利于提升识别及放置晶片的角度和位置精准度；调整支架工作组件上的XY和水平旋转机构能够弥补晶片角度误差；芯片排列机的排片精度可达到微米级。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种精密芯片排列机，其特征在于，包括：机架、设于所述机架上的平台，及设于所述平台上的支撑架、晶片工作组件、顶针组件、支架工作组件、及第三视觉定位组件，及依次设于所述支撑架上的第二视觉定位组件、摆臂组件、及第一视觉定位组件；所述晶片工作组件对应所述第一视觉定位组件设置，所述顶针组件设于所述第一视觉定位组件下方且与所述晶片工作组件配合设置，所述支架工作组件设于所述第二视觉定位组件下方，所述第三视觉定位组件设于所述晶片工作组件与所述支架工作组件之间。

2.根据权利要求1所述的精密芯片排列机，其特征在于，所述晶片工作组件包括：设于所述平台上的晶片XY位移机构、及设于所述晶片XY位移机构上的晶环固定座，所述晶片XY位移机构能够带动所述晶环固定座左右前后运动。

3.根据权利要求2所述的精密芯片排列机，其特征在于，所述顶针组件包括：设于所述平台上的顶针XY调节机构、设于所述顶针XY调节机构上的顶针上下运动机构、及设于所述顶针上下运动机构上的顶针，所述顶针XY调节机构及所述顶针上下运动机构能够带动所述顶针左右前后及上下运动。

4.根据权利要求3所述的精密芯片排列机，其特征在于，所述摆臂组件包括：Z向位移机构、水平旋转机构、若干摆臂、及设于每一所述摆臂上的吸嘴，所述Z向位移机构及所述水平旋转机构能够带动所述摆臂实现所述吸嘴上下及水平旋转运动，实现晶片的取放。

5.根据权利要求4所述的精密芯片排列机，其特征在于，所述Z向位移机构、所述水平旋转机构及所述摆臂的安装顺序分为两种：一种方式为，所述Z向位移机构设于所述支撑架上，所述水平旋转机构设于所述Z向位移机构上，所述摆臂设于所述水平旋转机构上；另一种方式为，所述水平旋转机构设于所述支撑架上，所述Z向位移机构设于所述水平旋转机构上，所述摆臂设于所述Z向位移机构上。

6.根据权利要求1所述的精密芯片排列机，其特征在于，所述支架工作组件包括：设于所述平台上的支架XY位移机构、设于所述支架XY位移机构上的支架旋转机构、设于所述支架旋转机构上的支架、及设于所述支架旋转机构上的导料筋，所述支架XY位移机构能够带动所述支架旋转机构实现所述支架和所述导料筋左右前后运动，所述支架旋转机构能够带动所述支架和所述导料筋水平旋转运动。

7.根据权利要求4所述的精密芯片排列机，其特征在于，所述第三视觉定位组件包括：设于所述平台上的XY调节机构、设于所述XY调节机构上的Z向调节机构、及设于所述Z向调节机构上的第三定位装置，所述XY调节机构及所述Z向调节机构能够带动所述第三定位装置左右前后及上下运动，调整所述第三定位装置的定位中心和视觉焦距，所述第三视觉定位组件的观察角度是由下向上观察所述晶片工作组件；

所述第二视觉定位组件包括：设于所述支撑架上的Z向微调机构，及设于所述Z向微调机构上的第二定位装置，所述Z向微调机构能够调整所述第二定位装置的焦距；

所述第一视觉定位组件包括：设于所述支撑架上的Z向微调装置，及设于所述Z向微调装置上的第一定位装置，所述Z向微调装置能够调整所述第一定位装置的焦距，所述第二视觉定位组件及第一视觉定位组件的观察角度均为由上向下观察所述晶片工作组件；

所述第一定位装置、第二定位装置、及第三定位装置均为高清相机，所述第一视觉定位组件、第二视觉定位组件、及第三视觉定位组件中均设置有高清变焦镜筒、及多色光源。

8.根据权利要求7所述的精密芯片排列机，其特征在于，从所述芯片排列机的上方俯视观察，所述第一视觉定位组件、第二视觉定位组件、及第三视视觉定位组件三者之间的位置关系如下：

所述第一视觉定位组件与第二视觉定位组件设于所述摆臂组件的旋转中心的两侧，所述第一视觉定位组件、第二视觉定位组件及第三视觉定位组件的观察区域分别位于所述吸嘴的旋转路径上，所述第三视觉定位组件及所述第二视觉定位组件两者的观察区域中心点与所述摆臂组件的中心轴之间的连线形成一夹角，所述夹角的范围为45°-135°。

9.根据权利要求8所述的精密芯片排列机，其特征在于，所述夹角为90°。

10.根据权利要求1所述的精密芯片排列机，其特征在于，还包括料盒组件、自动上下料组件、胶盘组件、点胶组件，所述料盒组件设于所述自动上下料组件的一端，所述支撑架设于所述自动上下料组件的另一端，所述胶盘组件、点胶组件设于所述支撑架上且位于靠近所述自动上下料组件这一端，

所述料盒组件包括：设于所述机架上的料盒上下运动机构、设于所述上下运动机构上的料盒，所述料盒上下运动机构能够带动所述料盒上下运动；

所述自动上下料组件包括：前后运动机构、左右运动机构、及夹持机构，能够自动从所述料盒组件取放料片到所述支架工作组件上；

所述胶盘组件包括：设于所述支撑架上的胶盘旋转运动机构、设于所述胶盘旋转运动机构上的胶盘，所述胶盘旋转运动机构能够带动所述胶盘水平旋转运动；

所述点胶组件包括：设于所述支撑架上的点胶上下旋转运动机构、及设于所述点胶上下旋转运动机构上的点胶臂、及设于所述点胶臂上的点胶头，所述点胶上下旋转运动机构能够带动所述点胶臂实现所述点胶头的上下旋转运动。

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