CN210403668U - 高精度多功能装片机 - Google Patents

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CN210403668U CN201921441305.0U CN201921441305U CN210403668U CN 210403668 U CN210403668 U CN 210403668U CN 201921441305 U CN201921441305 U CN 201921441305U CN 210403668 U CN210403668 U CN 210403668U
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吴超
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Abstract

一种高精度多功能装片机,包括外壳,所述外壳内部底部位置安装有控制装置,所述控制装置的上方安装有多功能芯片拾取放置装置,所述多功能芯片拾取放置装置的上方配合安装有多功能双工位焊头机构,所述多功能双工位焊头机构安装于外壳内部顶部位置。本实用新型结构紧凑、合理,操作方便,通过对功能芯片拾取放置装置、多功能双工位焊头机构与控制装置等各机构之间的互相配合作用,可以方便的自动化完成芯片的装片工作,装片精度达到±7微米,并且可以最多贴装8种芯片,UPH能达到现有技术的1.5倍左右,在此基础上将功能尽可能的压缩集成,设备体积小,占地面积小。

Description

高精度多功能装片机
技术领域
本实用新型涉及芯片装片设备技术领域,尤其是一种高精度多功能装片机。
背景技术
现有技术中的装片机能做到±7微米精度、且能贴最多6种芯片的情况下,往往速度不够快,UPH(每小时产能)大概在400到500之间。而UPH能达到1500的贴片机精度却只能达到±10微米,且只能做单一芯片的贴装。而精度、速度、能贴装的芯片数均能满足的贴片机,由于功能的集成度较差,于是使得机器的体积达到长2.2m×宽1.8m×高2.3m,由于芯片对于生产环境的要求极高(为百级车间,装修成本极高),所以芯片生产厂家需要设备占地面积能足够小。另外,目前有多款芯片,由于结构复杂,视觉难以识别,导致现有贴装机的贴装精度只能达到±10微米,但要求也是±7微米,于是采用只能显微镜将芯片放大,然后人工使用镊子将其拨到±7微米,对操作人员的要求很高,且速度很慢,大大降低了工作效率。
实用新型内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点,提供一种高精度多功能装片机,从而可以高精度的完成芯片的装片工作,工作效率高,占地米面积小。
本实用新型所采用的技术方案如下:
一种高精度多功能装片机,包括外壳,所述外壳内部底部位置安装有控制装置,所述控制装置的上方安装有多功能芯片拾取放置装置,所述多功能芯片拾取放置装置的上方配合安装有多功能双工位焊头机构,所述多功能双工位焊头机构安装于外壳内部顶部位置。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述多功能双工位焊头机构的结构为:包括焊头顶板,其底面相对的两边缘均安装有焊头侧板,位于两个焊头侧板之间的焊头顶板底面安装有直线运动组件,直线运动组件下方并列安装有两个焊头机构;单个焊头机构的结构为:包括固装于直线运动组件的焊头安装底座组件,焊头安装底座组件上安装有Z轴驱动组件,Z轴驱动组件上安装有支撑板一,所述支撑板一由Z轴驱动电机驱动进行上下运动;所述支撑板一一端端头安装有蘸胶组件,支撑板一另一端安装有吸嘴组件,位于吸嘴组件旁边的支撑板一上还安装有相机组件。
所述蘸胶组件的结构为:包括与支撑板一固装的支撑板二,支撑板二上沿竖直方向固装有气缸,位于气缸旁边的支撑板二上安装有导轨一,导轨一与气缸的运动方向平行,导轨一上安装有沿其滑动的滑块一;所述气缸的输出端与滑块一共同安装有支撑板三;所述支撑板三上沿竖直方向安装有导轨二,导轨二上安装有沿其滑动的滑块二,滑块二上安装有针头座,针头座底部安装有蘸胶针头;所述支撑板三顶部安装有安装块一,竖直贯穿安装块一安装有导向轴,所述导向轴底端伸入针头座顶部,位于安装块一与针头座之间的导向轴上套装有压缩弹簧;所述支撑板三侧边安装有L型结构的安装块二,所述针头座侧边安装有L型结构的安装块三,安装块二与安装块三相对设置构成“口”型结构,安装块二内侧面上安装有下触点,安装块三内侧面上安装有上触点,所述上触点位于下触点上方且相互接触;所述支撑板二侧边的下部安装有L型结构的安装块四,安装块四底部安装有大螺杆;所述大螺杆贯穿安装块四,所述大螺杆位于支撑板三的下方。
所述Z轴驱动组件的结构为:包括与焊头安装底座组件固装并上下间隔设置的安装块五和安装块六,所述安装块五与安装块六共同安装有丝杆,位于安装块五与安装块六之间的丝杆上配合安装有支撑板五;所述丝杆上端部伸出安装块五,丝杆上端头安装有带轮一;所述安装块五底部安装有Z轴驱动电机,Z轴驱动电机的输出端向上伸出安装块五,Z轴驱动电机输出端端头安装有带轮二,所述带轮一与带轮二通过皮带连接;所述丝杆旁边的焊头安装底座组件上还安装有导轨三,所述导轨三与丝杆平行,所述导轨三上安装有沿其滑动的滑块三;所述支撑板五一端套装于丝杆上,支撑板五另一端与滑块三固装。
所述吸嘴组件的结构为:包括与支撑板一固装的支撑板六,所述支撑板六侧面固装有线性加旋转致动器,线性加旋转致动器的输出端安装有吸嘴,所述吸嘴与外部气源连接;位于吸嘴旁边的线性加旋转致动器侧边还安装有测高传感器;所述相机组件的结构为:包括与支撑板一固装的支撑板七,所述支撑板七侧面固装有变倍镜头,所述变倍镜头顶部安装有CCD相机。
所述多功能芯片拾取放置装置的结构为:包括工作平台,横跨所述工作平台安装有轨道输送机构,位于工作平台外部的轨道输送机构两端头分别安装有料片上料机构和下料机构,所述工作平台上沿着轨道输送机构的方向依次设置有工位一和工位二;位于工位一与工位二间隔处的工作平台上安装有识别装置,识别装置上方安装有快换机构;
所述工位一的结构为:包括固装于工作平台上的芯片上料机构,芯片上料机构与轨道输送机构之间安装有蘸胶盘组件;所述工位二的结构为:包括固装于工作平台上的晶圆上料机构,位于晶圆上料机构底部的工作平台上安装有顶晶机构;晶圆上料机构与轨道输送机构之间安装有与工位一相同的蘸胶盘组件。
所述芯片上料机构的结构为:包括通过支脚固装于工作平台上的小平台一,小平台一上安装有治具基座,治具基座上设置有多个下气孔,所述下气孔与外部气源相连,与所述下气孔相对应的治具基座上设置有密封垫;所述治具基座上表面三侧边缘处设置有挡条,位于三侧挡条内侧的治具基座上安装有治具;位于挡条内侧的治具基座上嵌装有磁铁;所述治具的结构为:包括安装于治具基座上的治具底板,治具底板端头设置有治具把手,所述治具底板上设置有放置芯片料盒的多个穴位,所述穴位与下气孔一一对应;与穴位相对应的治具底板上开有与下气孔相贯通的上气孔,与所述上气孔相对应的治具底板上设置有密封圈;与穴位相对应的治具底板上安装有多个限位销和卡扣机构,所述限位销设置于各个穴位的相邻两边缘处,所述卡扣机构设置于限位销对角处;所述卡扣机构的结构为:包括与治具底板固装的卡扣基座,所述卡扣基座为“┏┓”型结构,贯穿卡扣基座两侧壁安装有转轴,位于卡扣基座内部的转轴上转动安装有L型结构的卡扣件;贯穿卡扣件侧壁安装有螺钉,所述螺钉上套装有弹簧,所述弹簧端部固装于治具底板。
所述晶圆上料机构的结构为:包括通过支脚固装于工作平台上的小平台二,所述小平台二底面的端部通过电机基板安装有上料电机,所述上料电机的输出端穿过小平台二并在端头安装有上料带轮一,位于上料带轮一旁边的电机基板上转动安装有芯轴,所述芯轴贯穿电机基板,所述芯轴两端部分别安装有上料带轮二和上料带轮三,所述上料带轮一与上料带轮二之间通过小皮带连接;位于电机基板旁边的小平台二上安装有大轴承,所述大轴承内部安装有环座,所述环座贯穿小平台二,所述环座底部固装有大带轮,所述大带轮与上料带轮三之间通过大皮带连接,位于大皮带外侧的小平台二底部安装有张紧轮;所述环座顶部安装有卡环,所述卡环外边缘向外延伸形成安装晶圆环的台阶,位于晶圆环旁边的卡环上还安装有挡板。
所述顶晶机构的结构为:包括固装于工作平台的底部支撑座,所述底部支撑座的中部设置有凹槽,凹槽的两端对称安装有第一滑轨,第一滑轨上安装有第一滑块,所述凹槽处还安装有第一丝杠,所述第一丝杠上套至有第一螺母,所述第一螺母和第一滑块的顶部同时安装有滑移板,所述底部支撑座的外侧还固定有第一电机,所述第一电机的输出端通过第一带传动机构与第一丝杠头部连接;所述滑移板的安装方向与底部支撑座垂直,所述滑移板上固定有第二滑轨,所述第二滑轨上安装有第二滑块,所述第二滑轨一旁设置有与其平行的第二丝杠,所述第二丝杠上安装有第二螺母,所述第二滑块和第二螺母上同时固定有顶针连接座,所述顶针连接座上安装顶针座组件;所述滑移板的外侧还固定有第二电机,所述第二电机的输出端通过第二带传动机构与第二丝杠连接。
所述蘸胶盘组件的结构为:包括与轨道输送机构外侧壁固装且呈L型结构的胶盘基座,胶盘基座底部安装有胶盘电机,所述胶盘电机的输出端向上穿过胶盘基座,胶盘电机输出端端部安装有胶盘带轮一;位于胶盘基座旁边的轨道输送机构外侧壁上安装有胶盘支板,所述胶盘支板顶面安装有胶盘,所述胶盘通过中部的转动轴与胶盘支板转动连接,所述转动轴向下穿出胶盘支板,转动轴下端部安装有胶盘带轮二;所述胶盘带轮一与胶盘带轮二通过胶盘皮带连接;位于胶盘旁边的胶盘支板上还安装有刮胶刀;所述刮胶刀一端通过小螺杆与胶盘支板连接,刮胶刀另一端悬于胶盘上方。
料片上料机构和料片下料机构的结构相同,所述料片上料机构的具体结构为:包括放料底座组件,所述放料底座组件上固定安装有X向运动组件,X向运动组件一旁的放料底座组件上还固定安装有Z向运动组件,所述Z向运动组件上安装有料盒叉杆,所述Z向运动组件的两侧面安装有料盒导向组件,所述料盒导向组件内安装有料盒组件。
料盒导向组件的结构为:包括四块调节板,四块调节板通过紧固件围成四边形结构,每块调节板上垂直安装有导向板,其中两块导向板的底部安装有挡位气缸,所述挡位气缸的输出端安装有导杆;其中一块调节板的端部锁紧有连接锁板;Z向运动组件的结构为:包括框架板,所述框架板的底部固定有电机座,所述电机座上安装有大电机,所述大电机的输出轴安装有同步机构,所述同步机构的输出端连接有第三丝杠,所述第三丝杠贯穿整个框架板的垂直方向,所述第三丝杠上安装有沿其上下运动的连接座,所述连接座内部设置有与第三丝杠配合的螺母,所述连接座的外侧面固定有料盒叉杆;推料系统的结构为:包括直角板,所述直角板的内侧安装有加强板,所述直角板的外侧面固定有一块后板,所述后板的背部固定有小电机,所述小电机的输出轴上安装同步轮,两个同步轮之间安装同步带,所述同步带的上方通过连接块咬合安装有推料杆,所述推料杆与连接块同时跟着同步带行走,所述推料杆的内侧还安装有滑块,所述滑块沿着导轨行走;放料底座组件的结构为:包括下料底板,所述下料底板的底部通过支撑角铁支撑固定,所述下料底板上表面一端安装有放料盒,所述放料盒内部的下料底板上安装X向运动组件,X向运动组件的具体结构为:包括双轴气缸,所述双轴气缸的输出端安装活塞杆,所述活塞杆的头部安装有锁紧块,所述锁紧块上固定有U型结构的推料盒叉;所述放料盒上表面还设置有放料条和挡边。
轨道输送机构的结构为:采用分段式结构,分别为前部轨道组件、中部轨道组件和后部轨道组件;所述前部轨道组件和后部轨道组件的结构相同,并对称设置在中部轨道组件的两端,所述后部轨道组件内还设置有轨道推料组件。
所述后部轨道组件的结构为:包括后部轨道安装底座,所述后部轨道安装底座上表面后端安装有后部轨道前侧板,与后部轨道前侧板平行间隔安装有后部轨道后侧板,所述后部轨道安装底座上表面前端位置通过传动电机安装块安装有后部轨道传动电机,所述后部轨道传动电机的输出端通过减速装置安装有后部轨道传动轴,所述后部轨道传动轴同时穿过后部轨道后侧板和后部轨道前侧板,并在后部轨道后侧板和后部轨道前侧板的内侧安装多个小滚轮,所述小滚轮上绕有传输带,间隔的传输带上配合安装有料片,所述后部轨道后侧板和后部轨道前侧板的顶面还均锁紧有压轮固定块,所述压轮固定块上通过轴安装压轮连接块,所述压轮连接块上安装有压轮,所述压轮压住料片;所述后部轨道安装底座上表面前端位置还安装有后部轨道转盘,所述后部轨道转盘连接的后端安装有大螺母,所述大螺母套至在后部轨道丝杆轴上,后部轨道丝杆轴穿过后部轨道后侧板并与后部轨道固定块固定;所述后部轨道安装底座上对称设置有后部轨道滑轨,所述后部轨道滑轨上安装有沿其滑动的后部轨道滑块,所述后部轨道滑块通过后部轨道连接块与后部轨道后侧板锁紧;所述轨道推料组件的结构为:包括通过垫高块固定的底座板,所述底座板上表面两端对称安装有立块,两个立块的顶部安装一块上固定板,所述上固定板的上表面固定有滑移轨,所述滑移轨上配合安装滑移块,所述滑移块上固定有长方体的滑板,所述滑板的顶部一端固定有推料臂安装板,所述推料臂安装板的头部安装有推料臂,所述推料臂的一端通过拉簧与推料臂安装板连接;所述底座板的底部还固定有驱动电机,所述驱动电机的输出端穿过底座板并通过滚轮安装传动带,所述传动带上相对咬合安装有L型板和齿形板,所述L型板的顶部与滑板锁紧;中部轨道组件的结构为:包括间隔设置的中部轨道支撑座,所述中部轨道支撑座的上表面固定中部轨道工作台,所述中部轨道工作台上表面后端位置安装中部轨道前侧板,与中部轨道前侧板平行间隔安装有中部轨道后侧板,中部轨道前侧板与中部轨道后侧板安装有轨道顶料组件;所述中部轨道工作台上固定有中部轨道传动电机,所述中部轨道传动电机通过减速装置安装中部轨道传动轴,所述中部轨道传动轴同时穿过中部轨道后侧板和中部轨道前侧板,并在中部轨道后侧板和中部轨道前侧板的内侧安装多个小滚轮,所述小滚轮上绕有传送带,间隔的传送带上配合输送的料片,料片通过压条压住在两块侧板上;中部轨道工作台上还安装有中部轨道转盘,所述中部轨道转盘连接的后端安装有大螺母,所述大螺母套至在中部轨道丝杆轴上,中部轨道丝杆轴穿过中部轨道后侧板并与中部轨道固定块固定;中部轨道工作台上对称设置有中部轨道滑轨,所述中部轨道滑轨上安装有沿其滑动的中部轨道滑块,所述中部轨道滑块通过中部轨道连接块与中部轨道后侧板锁紧;所述轨道顶料组件的结构为:包括间隔对称设置的支架,两个支架的内侧顶部固定有顶料气缸,所述顶料气缸的输出端固定顶料板,其中一个支架的外侧固定有气缸安装片和传感器安装座,所述气缸安装片上固定有挡料气缸,所述传感器安装座上固定有光电传感器。
本实用新型的有益效果如下:
本实用新型结构紧凑、合理,操作方便,通过对功能芯片拾取放置装置、多功能双工位焊头机构与控制装置等各机构之间的互相配合作用,可以方便的自动化完成芯片的装片工作,装片精度达到±7微米,并且可以最多贴装8种芯片,UPH能达到现有技术的1.5倍左右,在此基础上将功能尽可能的压缩集成,设备体积小,占地面积小。
本实用新型强化机器视觉的识别能力,使用更高分辨率的工业相机,优化视觉算法,使得不规则芯片的识别精度达到1微米以内,并控制蘸胶的量,以达到贴装精度。
本实用新型采用双工位技术,有效的解决了多芯片兼容性的问题,使用了1.6.6变倍镜头,可以电动调节放大倍率,并可接收模拟信号并根据信号调节到对应的放大倍率,于是可实现最小0.1mm到最大7mm直径范围内芯片的识别。
本实用新型通过在同一工作平台上并列设置两个不同的操作工位,从而适用于不同芯片的同时安装;并且两个工位之间设置有识别装置和快换机构,快换机构实现了外部机械手吸嘴的自动更换,识别装置则是外部机械手在更换吸嘴后用于基准的校正,促进芯片安装设备自动化的同时,大大助力于提升贴装设备整体的贴装精度。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的爆炸图(其中多功能双工位焊头机构的焊头部分有罩壳)。
图3为本实用新型多功能双工位焊头机构的结构示意图。
图4为本实用新型单个焊头机构的结构示意图。
图5为本实用新型单个焊头机构另一视角的爆炸图。
图6为本实用新型蘸胶组件的结构示意图。
图7为本实用新型蘸胶组件的爆炸图。
图8为本实用新型Z轴驱动组件的结构示意图。
图9为本实用新型焊头安装底座组件的结构示意图。
图10为本实用新型直线运动组件的结构示意图。
图11为本实用新型多功能芯片拾取放置装置的结构示意图。
图12为本实用新型工位一的结构示意图。
图13为本实用新型工位一的爆炸图(省略工作平台)。
图14为本实用新型工位二的结构示意图。
图15为本实用新型工位二的爆炸图。
图16为本实用新型芯片上料机构的爆炸图。
图17为本实用新型卡扣机构的结构示意图。
图18为本实用新型晶圆上料机构的结构示意图。
图19为本实用新型晶圆上料机构的爆炸图。
图20为本实用新型顶晶机构的结构示意图。
图21为本实用新型顶晶机构的爆炸图。
图22为本实用新型蘸胶盘组件的结构示意图。
图23为本实用新型快换机构的结构示意图。
图24为本实用新型识别装置的结构示意图。
图25为本实用新型轨道输送机构的安装示意图。
图26为本实用新型轨道输送机构的结构示意图。
图27为本实用新型轨道输送机构另一视角的结构示意图。
图28为本实用新型后部轨道组件的结构示意图。
图29为本实用新型轨道推料组件的结构示意图。
图30为本实用新型中部轨道组件的结构示意图。
图31为本实用新型中部轨道组件的结构示意图(省略轨道顶料组件)。
图32为本实用新型轨道顶料组件的结构示意图。
图33为本实用新型轨道顶料组件的爆炸图。
图34为本实用新型料片上料机构的结构示意图。
图35为本实用新型料片上料机构另一视角的结构示意图。
图36为本实用新型料片上料机构的爆炸图。
图37为本实用新型料盒导向机构的结构示意图。
图38为本实用新型Z向运动组件的结构示意图(局部爆炸)。
图39为本实用新型X向运动组件的结构示意图。
图40为本实用新型推料系统的结构示意图。
图41为本实用新型放料底座组件的结构示意图。
其中:1、工作平台;2、料片上料机构;3、下料机构;4、蘸胶盘组件;5、芯片上料机构;6、预置平台;7、识别装置;8、快换机构;9、晶圆上料机构;10、顶晶机构;11、离子风机;12、轨道输送机构;
13、警报灯;14、外壳;15、显示屏;16、多功能芯片拾取放置装置;17、多功能双工位焊头机构;18、控制装置;19、料片;20、轨道顶料组件;
1204、后部轨道组件;1205、中部轨道组件;1206、前部轨道组件;1208、轨道推料组件;
201、料盒组件;202、料盒导向组件;203、推料系统;204、放料底座组件;205、Z向运动组件;206、X向运动组件;207、导向板;208、调节板;209、挡位气缸;210、连接锁板;211、框架板;212、第三丝杠;213、连接座;214、料盒叉杆;215、大电机;216、同步机构;217、电机座;218、推料盒叉;219、锁紧块;220、活塞杆;221、双轴气缸;222、直角板;223、加强板;224、小电机;225、推料杆;226、同步带;227、连接块;228、同步轮;229、下料底板;230、放料条;231、挡边;232、放料盒;233、支撑角铁;234、后板;
401、压轮;402、压轮连接块;403、压轮固定块;404、垫高块;405、后部轨道前侧板;406、后部轨道后侧板;407、传输带;408、后部轨道固定块;409、后部轨道丝杆轴;410、后部轨道转盘;411、后部轨道安装底座;412、后部轨道传动电机;413、传动电机安装块;414、后部轨道传动轴;415、后部轨道连接块;416、后部轨道滑块;417、后部轨道滑轨;
501、压条;502、中部轨道前侧板;503、中部轨道固定块;504、中部轨道丝杆轴;505、中部轨道转盘;506、中部轨道支撑座;507、中部轨道工作台;508、中部轨道滑轨;509、中部轨道滑块;510、中部轨道连接块;511、中部轨道后侧板;512、中部轨道传动电机;513、中部轨道传动轴;
2002、顶料气缸;2003、顶料板;2004、第二支架;2005、挡料气缸;2006、气缸安装片;2007、光电传感器;2008、传感器安装座;
801、立块;802、上固定板;803、推料臂;804、推料臂安装板;805、拉簧;806、滑移轨;807、滑板;808、传动带;809、L型板;810、齿形板;811、底座板;812、驱动电机。
41、胶盘基座;42、胶盘带轮一;43、胶盘电机;44、胶盘皮带;45、胶盘带轮二;46、胶盘支板;47、胶盘;48、刮胶刀;49、小螺杆;
51、小平台一;52、治具基座;53、下气孔;54、密封垫;55、挡条;56、磁铁;57、治具;571、治具底板;572、治具把手;573、密封圈;574、上气孔;575、卡扣机构;5751、卡扣基座;5752、转轴;5753、螺钉;5754、卡扣件;5755、弹簧;58、芯片料盒;59、限位销;
701、滑台模组;702、第二CCD相机;703、第二变倍镜头;704、卡箍;705、光源支板;706、光源;707、第一支架;708、负片座;709、负片;710、Z向滑台;711、转向镜筒;712、支撑座;
81、吸嘴基座;83、板簧片;84、测高基准面;85、压力传感器;
901、小平台二;902、电机基板;903、上料电机;904、上料带轮一;905、小皮带;906、上料带轮二;907、芯轴;908、上料带轮三;909、张紧轮;910、大皮带;911、大带轮;912、大轴承;913、环座;914、卡环;915、挡板;
1001、顶针座组件;1002、顶针连接座;1003、第二滑块;1004、第二螺母;1005、第二丝杠;1006、第二电机;1007、第二带传动机构;1008、第一电机;1009、第一螺母;1010、第一滑轨;1011、底部支撑座;1012、第一滑块;1013、滑移板;1014、第二滑轨;1015、第一带传动机构;1016、第一丝杠;
1701、焊头顶板;1702、焊头侧板;1703、直线运动组件;1704、焊头机构;
1731、直线运动电机一;1732、辅助运动导轨;1733、直线运动电机二;
1741、焊头安装底座组件;1742、Z轴驱动组件;1743、支撑板一;1744、吸嘴组件;1745、相机组件;1746、蘸胶组件;
17411、焊头底板;17412、焊头连接板;17413、支撑板四;17414、加强筋;
174201、安装块五;174202、导轨三;174203、滑块三;174204、丝杆;174205、支撑板五;174206、安装块六;174207、带轮一;174208、皮带;174209、带轮二;174210、Z轴驱动电机;
17441、支撑板六;17442、线性加旋转致动器;17443、吸嘴;
17451、第一CCD相机;17452、支撑板七;17453、第一变倍镜头;
174601、气缸;174602、支撑板三;174603、导轨一;174604、滑块一;174605、导轨二;174606、滑块二;174607、针头座;174608、安装块一;174609、导向轴;174610、安装块四;174611、大螺杆;174612、安装块二;174613、安装块三;174614、蘸胶针头;174615、支撑板二;174616、压缩弹簧。
具体实施方式
下面结合附图,说明本实用新型的具体实施方式。
如图1和图2所示,本实施例的高精度多功能装片机,包括外壳14,外壳14内部底部位置安装有控制装置18,控制装置18的上方安装有多功能芯片拾取放置装置16,多功能芯片拾取放置装置16的上方配合安装有多功能双工位焊头机构17,多功能双工位焊头机构17安装于外壳14内部顶部位置。
外壳14的顶部还安装有警报灯13,外壳14的一旁安装有显示屏15,外壳14的两侧面均设置有开口,一端的开口处安装料片上料机构2、另一端的开口处安装下料机构3,所述外壳14的前后端面均设置有可开启与关闭的门,每扇门上均设置有玻璃窗,方便观察内部工作情况,以及对设备的维护安装等工作。
如图3、图4、图5、图6、图7和图8所示,多功能双工位焊头机构17的结构为:包括焊头顶板1701,其底面相对的两边缘均安装有焊头侧板1702,位于两个焊头侧板1702之间的焊头顶板1701底面安装有直线运动组件1703,直线运动组件1703下方并列安装有两个焊头机构1704;单个焊头机构1704的结构为:包括固装于直线运动组件1703的焊头安装底座组件1741,焊头安装底座组件1741上安装有Z轴驱动组件1742,Z轴驱动组件1742上安装有支撑板一1743,支撑板一1743由Z轴驱动电机174210驱动进行上下运动;支撑板一1743一端端头安装有蘸胶组件1746,支撑板一1743另一端安装有吸嘴组件1744,位于吸嘴组件1744旁边的支撑板一1743上还安装有相机组件1745。
蘸胶组件1746的结构为:包括与支撑板一1743固装的支撑板二174615,支撑板二174615上沿竖直方向固装有气缸174601,位于气缸174601旁边的支撑板二174615上安装有导轨一174603,导轨一174603与气缸174601的运动方向平行,导轨一174603上安装有沿其滑动的滑块一174604;气缸174601的输出端与滑块一174604共同安装有支撑板三174602;支撑板三174602上沿竖直方向安装有导轨二174605,导轨二174605上安装有沿其滑动的滑块二174606,滑块二174606上安装有针头座174607,针头座174607底部安装有蘸胶针头174614;支撑板三174602顶部安装有安装块一174608,竖直贯穿安装块一174608安装有导向轴174609,导向轴174609底端伸入针头座174607顶部,位于安装块一174608与针头座174607之间的导向轴174609上套装有压缩弹簧174616;支撑板三174602侧边安装有L型结构的安装块二174612,针头座174607侧边安装有L型结构的安装块三174613,安装块二174612与安装块三174613相对设置构成“口”型结构,安装块二174612内侧面上安装有下触点,安装块三174613内侧面上安装有上触点,上触点位于下触点上方且相互接触;支撑板二174615侧边的下部安装有L型结构的安装块四174610,安装块四174610底部安装有大螺杆174611;大螺杆174611贯穿安装块四174610,大螺杆174611位于支撑板三174602的下方。
Z轴驱动组件1742的结构为:包括与焊头安装底座组件1741固装并上下间隔设置的安装块五174201和安装块六174206,安装块五174201与安装块六174206共同安装有丝杆174204,位于安装块五174201与安装块六174206之间的丝杆174204上配合安装有支撑板五174205;丝杆174204上端部伸出安装块五174201,丝杆174204上端头安装有带轮一174207;安装块五174201底部安装有Z轴驱动电机174210,Z轴驱动电机174210的输出端向上伸出安装块五174201,Z轴驱动电机174210输出端端头安装有带轮二174209,带轮一174207与带轮二174209通过皮带174208连接;丝杆174204旁边的焊头安装底座组件1741上还安装有导轨三174202,导轨三174202与丝杆174204平行,导轨三174202上安装有沿其滑动的滑块三174203;支撑板五174205一端套装于丝杆174204上,支撑板五174205另一端与滑块三174203固装。
吸嘴组件1744的结构为:包括与支撑板一1743固装的支撑板六17441,支撑板六17441侧面固装有线性加旋转致动器17442,线性加旋转致动器17442的输出端安装有吸嘴17443,吸嘴17443与外部气源连接;位于吸嘴17443旁边的线性加旋转致动器17442侧边还安装有测高传感器;相机组件1745的结构为:包括与支撑板一1743固装的支撑板七17452,支撑板七17452侧面固装有第一变倍镜头17453,第一变倍镜头17453顶部安装有第一CCD相机17451。
如图9所示,焊头安装底座组件1741的结构为:包括与直线运动组件1703固装的焊头底板17411,焊头底板17411底面固装有焊头连接板17412,焊头连接板17412侧边的下部固装有L型结构的支撑板四17413;所述焊头连接板17412固装于支撑板四17413的内侧面,支撑板四17413的外侧面与Z轴驱动组件1742固装;所述支撑板四17413两侧壁间还安装有加强筋17414。
如图10所示,直线运动组件1703的结构为:包括固装于焊头顶板1701底面中部的直线运动电机一1731,所述直线运动电机一1731的安装方向垂直于焊头侧板1702;位于直线运动电机一1731两侧的焊头顶板1701底面均安装有辅助运动导轨1732;所述辅助运动导轨1732均与直线运动电机一1731平行,两根辅助运动导轨1732与直线运动电机一1731上共同安装有相互平行的两根直线运动电机二1733,每根直线运动电机二1733上均安装有一个焊头机构1704;
本实用新型所述的多功能双工位焊头机构17的工作原理为:
直线运动电机一1731工作,带动焊头机构1704沿着辅助运动导轨1732进行X向直线运动;直线运动电机二1733工作,带动其上的焊头机构1704进行Y向直线运动;Z轴驱动组件1742中Z轴驱动电机174210工作,通过带轮二174209、皮带174208带动带轮一174207转动,进而丝杆174204转动,与丝杆174204匹配的支撑板五174205沿着导轨三174202上下运动,使得蘸胶组件1746、相机组件1745、吸嘴组件1744进行Z向直线运动。
对应于PCB基板上不同高度的装片需求时,先通过测高传感器测出待装片位置的高度,Z轴驱动电机174210工作,根据测高传感器的测高信号调整相机组件1745的高度,使得第一CCD相机17451的高度与贴装位置对应并达到最佳识别高度,从而实现各个高度的精准装片。
两组焊头机构1704可同时工作,贴覆或安装同一种芯片,或者是不同种芯片;单组焊头机构1704在程序控制下实现单种芯片或多种芯片的连续贴覆或安装。贴覆效率高,精度好,适用范围广,芯片贴覆可靠。
如图11、图12、图13、图14、图15所示,多功能芯片拾取放置装置16的结构为:包括工作平台1,横跨工作平台1安装有轨道输送机构12,位于工作平台1外部的轨道输送机构12两端头分别安装有料片上料机构2和下料机构3,工作平台1上沿着轨道输送机构12的方向依次设置有工位一和工位二;位于工位一与工位二间隔处的工作平台1上安装有识别装置7,识别装置7上方安装有快换机构8;
工位一的结构为:包括固装于工作平台1上的芯片上料机构5,芯片上料机构5与轨道输送机构12之间安装有蘸胶盘组件4;
工位二的结构为:包括固装于工作平台1上的晶圆上料机构9,位于晶圆上料机构9底部的工作平台1上安装有顶晶机构10;晶圆上料机构9与轨道输送机构12之间安装有与工位一相同的蘸胶盘组件4。工位一和工位二上均安装有离子风机11和预置平台6。
如图16所示,芯片上料机构5的结构为:包括通过支脚固装于工作平台1上的小平台一51,小平台一51上安装有治具基座52,治具基座52上设置有多个下气孔53,下气孔53与外部气源相连,与下气孔53相对应的治具基座52上设置有密封垫54;治具基座52上表面三侧边缘处设置有挡条55,位于三侧挡条55内侧的治具基座52上安装有治具57;位于挡条55内侧的治具基座52上嵌装有磁铁56;
治具57的结构为:包括安装于治具基座52上的治具底板571,治具底板571端头设置有治具把手572,治具底板571上设置有放置芯片料盒58的多个穴位,穴位与下气孔53一一对应;与穴位相对应的治具底板571上开有与下气孔53相贯通的上气孔574,与上气孔574相对应的治具底板571上设置有密封圈573;与穴位相对应的治具底板571上安装有多个限位销59和卡扣机构575,限位销59设置于各个穴位的相邻两边缘处,卡扣机构575设置于限位销59对角处;
如图17所示,卡扣机构575的结构为:包括与治具底板571固装的卡扣基座5751,卡扣基座5751为“┏┓”型结构,贯穿卡扣基座5751两侧壁安装有转轴5752,位于卡扣基座5751内部的转轴5752上转动安装有L型结构的卡扣件5754;贯穿卡扣件5754侧壁安装有螺钉5753,螺钉5753上套装有弹簧5755,弹簧5755端部固装于治具底板571。
如图18和图19所示,晶圆上料机构9的结构为:包括通过支脚固装于工作平台1上的小平台二901,小平台二901底面的端部通过电机基板902安装有上料电机903,上料电机903的输出端穿过小平台二901并在端头安装有上料带轮一904,位于上料带轮一904旁边的电机基板902上转动安装有芯轴907,芯轴907贯穿电机基板902,芯轴907两端部分别安装有上料带轮二906和上料带轮三908,上料带轮一904与上料带轮二906之间通过小皮带905连接;位于电机基板902旁边的小平台二901上安装有大轴承912,大轴承912内部安装有环座913,环座913贯穿小平台二901,环座913底部固装有大带轮911,大带轮911与上料带轮三908之间通过大皮带910连接,位于大皮带910外侧的小平台二901底部安装有张紧轮909;环座913顶部安装有卡环914,卡环914外边缘向外延伸形成安装晶圆环的台阶,位于晶圆环旁边的卡环914上还安装有挡板915。
如图20和图21所示,顶晶机构10的结构为:包括固装于工作平台1的底部支撑座1011,底部支撑座1011的中部设置有凹槽,凹槽的两端对称安装有第一滑轨1010,第一滑轨1010上安装有第一滑块1012,凹槽处还安装有第一丝杠1016,第一丝杠1016上套至有第一螺母1009,第一螺母1009和第一滑块1012的顶部同时安装有滑移板1013,底部支撑座1011的外侧还固定有第一电机1008,第一电机1008的输出端通过第一带传动机构1015与第一丝杠1016头部连接;滑移板1013的安装方向与底部支撑座1011垂直,滑移板1013上固定有第二滑轨1014,第二滑轨1014上安装有第二滑块1003,第二滑轨1014一旁设置有与其平行的第二丝杠1005,第二丝杠1005上安装有第二螺母1004,第二滑块1003和第二螺母1004上同时固定有顶针连接座1002,顶针连接座1002上安装顶针座组件1001;滑移板1013的外侧还固定有第二电机1006,第二电机1006的输出端通过第二带传动机构1007与第二丝杠1005连接。
如图22所示,蘸胶盘组件4的结构为:包括与轨道输送机构12外侧壁固装且呈L型结构的胶盘基座41,胶盘基座41底部安装有胶盘电机43,胶盘电机43的输出端向上穿过胶盘基座41,胶盘电机43输出端端部安装有胶盘带轮一42;位于胶盘基座41旁边的轨道输送机构12外侧壁上安装有胶盘支板46,胶盘支板46顶面安装有胶盘47,胶盘47通过中部的转动轴与胶盘支板46转动连接,转动轴向下穿出胶盘支板46,转动轴下端部安装有胶盘带轮二45;胶盘带轮一42与胶盘带轮二45通过胶盘皮带44连接;位于胶盘47旁边的胶盘支板46上还安装有刮胶刀48;刮胶刀48一端通过小螺杆49与胶盘支板46连接,刮胶刀48另一端悬于胶盘47上方。
如图23所示,快换机构8的结构为:包括吸嘴基座81,吸嘴基座81上表面相对的两边缘处对称开有多个截面为品字形的凹槽,单个凹槽内挂装有一个吸嘴17443,与相邻两个吸嘴17443相对应的吸嘴基座81上安装有板簧片83;位于凹槽旁边的吸嘴基座81上还设置有测高基准面84和压力传感器85。
如图24所示,识别装置7的结构为:包括与工作平台1固装的滑台模组701,滑台模组701顶部安装有卡箍704,卡箍704内卡装有第二变倍镜头703;卡箍704一端安装有第二CCD相机702,卡箍704另一端安装有转向镜筒711;卡箍704顶部固装有光源支板705,光源支板705端部安装有光源706,光源706位于转向镜筒711的正上方;位于滑台模组701旁边的工作平台1上固装有支撑座712,支撑座712上部安装有Z向滑台710,Z向滑台710侧边安装有第一支架707,第一支架707顶部安装有负片座708,负片座708上安装有负片709,负片709位于光源706的正上方。
如图34、图35和图36所示,料片上料机构2和料片下料机构3的结构相同,料片上料机构2的具体结构为:包括放料底座组件204,放料底座组件204上固定安装有X向运动组件206,X向运动组件206一旁的放料底座组件204上还固定安装有Z向运动组件205,Z向运动组件205上安装有料盒叉杆214,Z向运动组件205的两侧面安装有料盒导向组件202,料盒导向组件202内安装有料盒组件201。
如图37所示,料盒导向组件202的结构为:包括四块调节板208,四块调节板208通过紧固件围成四边形结构,每块调节板208上垂直安装有导向板207,其中两块导向板207的底部安装有挡位气缸209,挡位气缸209的输出端安装有导杆;其中一块调节板208的端部锁紧有连接锁板210;
如图38所示,Z向运动组件205的结构为:包括框架板211,框架板211的底部固定有电机座217,电机座217上安装有大电机215,大电机215的输出轴安装有同步机构216,同步机构216的输出端连接有第三丝杠212,第三丝杠212贯穿整个框架板211的垂直方向,第三丝杠212上安装有沿其上下运动的连接座213,连接座213内部设置有与第三丝杠212配合的螺母,连接座213的外侧面固定有料盒叉杆214;
如图40所示,推料系统203的结构为:包括直角板222,直角板222的内侧安装有加强板223,直角板222的外侧面固定有一块后板234,后板234的背部固定有小电机224,小电机224的输出轴上安装同步轮228,两个同步轮228之间安装同步带226,同步带226的上方通过连接块227咬合安装有推料杆225,推料杆225与连接块227同时跟着同步带226行走,推料杆225的内侧还安装有滑块,滑块沿着导轨行走;
如图41所示,放料底座组件204的结构为:包括下料底板229,下料底板229的底部通过支撑角铁233支撑固定,下料底板229上表面一端安装有放料盒232,放料盒232内部的下料底板229上安装X向运动组件206,如图39所示,X向运动组件206的具体结构为:包括双轴气缸221,双轴气缸221的输出端安装活塞杆220,活塞杆220的头部安装有锁紧块219,锁紧块219上固定有U型结构的推料盒叉218;放料盒232上表面还设置有放料条230和挡边231。
如图25、图26和图27所示,轨道输送机构12的结构为:采用分段式结构,分别为前部轨道组件1206、中部轨道组件1205和后部轨道组件1204;前部轨道组件1206和后部轨道组件1204的结构相同,并对称设置在中部轨道组件1205的两端,后部轨道组件1204内还设置有轨道推料组件1208。
如图28所示,后部轨道组件1204的结构为:包括后部轨道安装底座411,后部轨道安装底座411上表面后端安装有后部轨道前侧板405,与后部轨道前侧板405平行间隔安装有后部轨道后侧板406,后部轨道安装底座411上表面前端位置通过传动电机安装块413安装有后部轨道传动电机412,后部轨道传动电机412的输出端通过减速装置安装有后部轨道传动轴414,后部轨道传动轴414同时穿过后部轨道后侧板406和后部轨道前侧板405,并在后部轨道后侧板406和后部轨道前侧板405的内侧安装多个小滚轮,小滚轮上绕有传输带407,间隔的传输带407上配合安装有料片19,后部轨道后侧板406和后部轨道前侧板405的顶面还均锁紧有压轮固定块403,压轮固定块403上通过轴安装压轮连接块402,压轮连接块402上安装有压轮401,压轮401压住料片19;后部轨道安装底座411上表面前端位置还安装有后部轨道转盘410,后部轨道转盘410连接的后端安装有大螺母,大螺母套至在后部轨道丝杆轴409上,后部轨道丝杆轴409穿过后部轨道后侧板406并与后部轨道固定块408固定;后部轨道安装底座411上对称设置有后部轨道滑轨417,后部轨道滑轨417上安装有沿其滑动的后部轨道滑块416,后部轨道滑块416通过后部轨道连接块415与后部轨道后侧板406锁紧;
如图29所示,轨道推料组件1208的结构为:包括通过垫高块404固定的底座板811,底座板811上表面两端对称安装有立块801,两个立块801的顶部安装一块上固定板802,上固定板802的上表面固定有滑移轨806,滑移轨806上配合安装滑移块,滑移块上固定有长方体的滑板807,滑板807的顶部一端固定有推料臂安装板804,推料臂安装板804的头部安装有推料臂803,推料臂803的一端通过拉簧805与推料臂安装板804连接;底座板811的底部还固定有驱动电机812,驱动电机812的输出端穿过底座板811并通过滚轮安装传动带808,传动带808上相对咬合安装有L型板809和齿形板810,L型板809的顶部与滑板807锁紧;
如图30和图31所示,中部轨道组件1205的结构为:包括间隔设置的中部轨道支撑座506,中部轨道支撑座506的上表面固定中部轨道工作台507,中部轨道工作台507上表面后端位置安装中部轨道前侧板502,与中部轨道前侧板502平行间隔安装有中部轨道后侧板511,中部轨道前侧板502与中部轨道后侧板511安装有轨道顶料组件20;中部轨道工作台507上固定有中部轨道传动电机512,中部轨道传动电机512通过减速装置安装中部轨道传动轴513,中部轨道传动轴513同时穿过中部轨道后侧板511和中部轨道前侧板502,并在中部轨道后侧板511和中部轨道前侧板502的内侧安装多个小滚轮,小滚轮上绕有传送带,间隔的传送带上配合输送的料片19,料片19通过压条501压住在两块侧板上;中部轨道工作台507上还安装有中部轨道转盘505,中部轨道转盘505连接的后端安装有大螺母,大螺母套至在中部轨道丝杆轴504上,中部轨道丝杆轴504穿过中部轨道后侧板511并与中部轨道固定块503固定;中部轨道工作台507上对称设置有中部轨道滑轨508,中部轨道滑轨508上安装有沿其滑动的中部轨道滑块509,中部轨道滑块509通过中部轨道连接块510与中部轨道后侧板511锁紧;
如图32和图33所示,轨道顶料组件20的结构为:包括间隔对称设置的第二支架2004,两个第二支架2004的内侧顶部固定有顶料气缸2002,顶料气缸2002的输出端固定顶料板2003,其中一个第二支架2004的外侧固定有气缸安装片2006和传感器安装座2008,气缸安装片2006上固定有挡料气缸2005,传感器安装座2008上固定有光电传感器2007。
轨道输送机构12的工作原理如下:
在实际操作中,采用人工将装满料片19的料盒放置入可料盒导向组件202。
放置料盒前,根据料盒大小对可调节料盒导向组件202进行调节,选择适当的宽度的轨道,当料盒放置到位后,会由推料系统203将料片19由料盒中推至轨道,然后推料系统203回到初始位置。
料片19从上料料盒进入轨道后,会沿着轨道向前输送。从前部轨道组件1206、中部轨道组件1205至后部轨道组件1204逐步前进。在前部轨道组件1206、中部轨道组件1205和后部轨道组件1204中,到达对应的工作位时,会有顶料机构顶出,固定住料片19,到达后部轨道组件1204,会有推料装置将做好的料片19推入下料料盒中。
接着Z向运动组件205使下一个料片19的位置到达推料系统203的推料位,重复上面的动作。待料盒中的料片19做完了。X向运动组件206会将做完的料盒移动到空料盒放置位。
采用上述操作过程,即可方便的完成料片19的上下料工作以及输送工作,操作方便,工作效率高,工作可靠性好。
一种高精度多功能装片机的使用方法,包括如下操作步骤:
步骤一:启动电源;
步骤二:人工将装满未贴片料片19的料盒组件201放置到料片上料机构2的料盒导向组件202中;将空的料盒组件201放置到下料机构3的料盒导向组件202中;
步骤三:人工将芯片料盒58放置到治具57的治具底板571上,单个芯片料盒58通过限位销59和卡扣机构575相对于治具底板571限位,通过治具把手572将治具57放置到工位一的治具基座52上,治具57由治具基座52上的挡条55限位;
若来料为晶圆环形式的晶圆,则通过工位二进行上料:人工将晶圆环放置于工位二的卡环914上,并由卡环914边缘及挡板915对晶圆环进行限位;
步骤四:通过鼠标点击显示屏15上的启动按钮;
步骤五:推料系统203将单个料片19由料盒组件201中推至轨道输送机构12;轨道输送机构12将料片19输送至工位一或工位二处,到达对应的工作位时,轨道顶料组件20顶出料片19;
步骤六:焊头机构1704开始工作,在直线运动组件1703的驱动下,相机组件1745运动至轨道输送机构12上料片19的待贴装芯片处,进行拍照,确认待贴芯片或晶圆位置的坐标;
步骤七:在直线运动组件1703的驱动下,蘸胶组件1746运动至蘸胶盘组件4的正上方,气缸174601工作,蘸胶针头174614和针头座174607随支撑板三174602一起沿着导轨一174603向下运动,从而蘸胶针头174614伸入胶盘47中蘸到胶,气缸174601反向动作,带动蘸胶针头174614上移;
步骤八:在直线运动组件1703的驱动下,蘸胶组件1746运动至轨道输送机构12上料片19的正上方,使得蘸胶针头174614位于料片19上待贴芯片或晶圆处,重复步骤七中气缸174601的工作,使得蘸胶针头174614与料片19接触,从而将胶施覆于料片19的指定位置处;蘸胶针头174614在气缸174601动作下缩回;
步骤九:在直线运动组件1703的驱动下,相机组件1745运动至工位一或工位二正上方,使得相机组件1745中的第一CCD相机17451位于芯片或晶圆正上方,通过第一CCD相机17451和第一变倍镜头17453对芯片进行放大拍摄,通过内部算法计算并确认芯片或晶圆坐标;
步骤十:在直线运动组件1703的驱动下,吸嘴组件1744运动至工位一或工位二正上方,使得吸嘴17443位于步骤九中芯片或晶圆的正上方,吸嘴17443在外部气源作用下将该芯片或晶圆吸起;
步骤十一:在直线运动组件1703的驱动下,吸嘴组件1744运动至轨道输送机构12处,使得吸嘴17443位于料片19上待贴芯片或晶圆处的正上方,外部气源断开,吸嘴17443将芯片或晶圆放下,吸嘴17443在线性加旋转致动器17442作用下对芯片或晶圆施加适当的力,使得芯片或晶圆牢固贴覆于料片19上;从而完成单片芯片或晶圆的贴覆动作;
步骤十二:重复上述步骤六至步骤十一步,待料片19上芯片或晶圆均贴覆完成后,轨道顶料组件20缩回,轨道输送机构12继续将已经完工的料片19输送至下料位置,轨道推料组件1208将其推入下料机构3中。
实际操作中,可省略上述步骤七及步骤八中的蘸胶和点胶操作,用于不需胶的芯片或晶圆的稳定高效安装。
实际操作中,通过双工位、双焊头可以实现单种芯片、两种芯片、或是三种及以上芯片的安装或贴覆。
下面举三种不同的例子:
实施例一:以贴覆一种芯片为例进行说明
人工在两个焊头机构1704的吸嘴组件1744和蘸胶组件1746上装上相同的吸嘴17443和蘸胶针头174614;人工将两个装满未贴片料片的料盒组件201放置到料片上料机构2中;将两个空的料片料盒放置到下料机构3的相同位置;同上述步骤三,将装有芯片料盒58的治具57放置到工位一的治具基座52上;
通过显示屏15启动程序,推料系统203将料片由料片料盒中推至轨道输送机构12上,并沿着轨道向前输送;当第一个料片输送至中部轨道组件1205时,顶料机构顶出并固定住料片19,当第二个料片输送至前部轨道组件1206时,亦由相同的顶料机构将其固定住;
重复上述步骤六至步骤十一,两个焊头机构1704分别从工位一吸取芯片,并分别安装至前部轨道组件1206和中部轨道组件1205上的两个料片上;
料片上芯片贴覆完成后,顶料机构均缩回,轨道输送机构12继续将料片输送至下料位置,推料装置将做好的料片推入下料料盒中。
本实施例中,亦可在工位二的卡环914内放置一个圆盘,通过该圆盘放置装有芯片料盒58的治具57,从而两个焊头机构1704分别从工位一和工位二吸取芯片。
实施例二:以贴覆两种芯片为例进行说明。
与实施例一的区别在于:人工在两个焊头机构1704的吸嘴组件1744和蘸胶组件1746上装上不同的吸嘴17443和不同的蘸胶针头174614,工位一和工位二上分别放置不同的芯片。
实施例三:以贴覆三种芯片为例进行说明。
与实施例一的区别在于:
人工在两个焊头机构1704的吸嘴组件1744和蘸胶组件1746上装上不同的吸嘴17443和不同的蘸胶针头174614;
人工将过程中将会使用到的吸嘴17443和蘸胶针头174614放置到快换机构8上;
人工将不同的芯片按照装配需求分别放置到工位一和工位二;
同上述步骤进行芯片贴装动作;在需要置换吸嘴17443或是蘸胶针头174614时,焊头机构1704在直线运动组件1703的驱动下,运动至快换机构8上,将其吸嘴组件1744和蘸胶组件1746上的吸嘴17443和蘸胶针头174614挂装到快换机构8的空位上,运动至快换机构8内需要的吸嘴17443和蘸胶针头174614位置处,将新的吸嘴17443和蘸胶针头174614分别换上;更换新的吸嘴17443和蘸胶针头174614后,焊头机构1704通过识别装置7对新的吸嘴17443和蘸胶针头174614进行坐标调整。
其中吸嘴17443通过磁力吸附在吸嘴组件1744上,蘸胶针头174614亦通过磁力吸附在蘸胶组件1746上,焊头机构1704从快换机构8的侧方将吸嘴17443或蘸胶针头174614挂装至空位上后,焊头机构1704施加到吸嘴组件1744或蘸胶组件1746向上的力,使得吸嘴17443或蘸胶针头174614与其脱离,从而实现旧的吸嘴17443或蘸胶针头174614的放下;按照相同的方式,将新的吸嘴17443或蘸胶针头174614装至吸嘴组件1744或蘸胶组件1746上。
本实用新型在能满足±7微米精度、贴装最多六种不同的芯片(行业内现有芯片最多的贴装工艺,现有技术的产能都是以此计算的)的情况下,UPH能达到600到700之间。而且功能的集成度很高,体积只有长1.4m×宽1.2m×高2m。
本实用新型可在保证贴装精度达到±7微米的前提下,可提高生产效率,减少人工劳动、培养和管理成本。
以上描述是对本实用新型的解释,不是对实用新型的限定,本实用新型所限定的范围参见权利要求,在本实用新型的保护范围之内,可以作任何形式的修改。

Claims (14)

1.一种高精度多功能装片机,其特征在于:包括外壳(14),所述外壳(14)内部底部位置安装有控制装置(18),所述控制装置(18)的上方安装有多功能芯片拾取放置装置(16),所述多功能芯片拾取放置装置(16)的上方配合安装有多功能双工位焊头机构(17),所述多功能双工位焊头机构(17)安装于外壳(14)内部顶部位置。
2.如权利要求1所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述多功能双工位焊头机构(17)的结构为:包括焊头顶板(1701),其底面相对的两边缘均安装有焊头侧板(1702),位于两个焊头侧板(1702)之间的焊头顶板(1701)底面安装有直线运动组件(1703),直线运动组件(1703)下方并列安装有两个焊头机构(1704);单个焊头机构(1704)的结构为:包括固装于直线运动组件(1703)的焊头安装底座组件(1741),焊头安装底座组件(1741)上安装有Z轴驱动组件(1742),Z轴驱动组件(1742)上安装有支撑板一(1743),所述支撑板一(1743)由Z轴驱动电机(174210)驱动进行上下运动;所述支撑板一(1743)一端端头安装有蘸胶组件(1746),支撑板一(1743)另一端安装有吸嘴组件(1744),位于吸嘴组件(1744)旁边的支撑板一(1743)上还安装有相机组件(1745)。
3.如权利要求2所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述蘸胶组件(1746)的结构为:包括与支撑板一(1743)固装的支撑板二(174615),支撑板二(174615)上沿竖直方向固装有气缸(174601),位于气缸(174601)旁边的支撑板二(174615)上安装有导轨一(174603),导轨一(174603)与气缸(174601)的运动方向平行,导轨一(174603)上安装有沿其滑动的滑块一(174604);所述气缸(174601)的输出端与滑块一(174604)共同安装有支撑板三(174602);所述支撑板三(174602)上沿竖直方向安装有导轨二(174605),导轨二(174605)上安装有沿其滑动的滑块二(174606),滑块二(174606)上安装有针头座(174607),针头座(174607)底部安装有蘸胶针头(174614);所述支撑板三(174602)顶部安装有安装块一(174608),竖直贯穿安装块一(174608)安装有导向轴(174609),所述导向轴(174609)底端伸入针头座(174607)顶部,位于安装块一(174608)与针头座(174607)之间的导向轴(174609)上套装有压缩弹簧(174616);所述支撑板三(174602)侧边安装有L型结构的安装块二(174612),所述针头座(174607)侧边安装有L型结构的安装块三(174613),安装块二(174612)与安装块三(174613)相对设置构成“口”型结构,安装块二(174612)内侧面上安装有下触点,安装块三(174613)内侧面上安装有上触点,所述上触点位于下触点上方且相互接触;所述支撑板二(174615)侧边的下部安装有L型结构的安装块四(174610),安装块四(174610)底部安装有大螺杆(174611);所述大螺杆(174611)贯穿安装块四(174610),所述大螺杆(174611)位于支撑板三(174602)的下方。
4.如权利要求2所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述Z轴驱动组件(1742)的结构为:包括与焊头安装底座组件(1741)固装并上下间隔设置的安装块五(174201)和安装块六(174206),所述安装块五(174201)与安装块六(174206)共同安装有丝杆(174204),位于安装块五(174201)与安装块六(174206)之间的丝杆(174204)上配合安装有支撑板五(174205);所述丝杆(174204)上端部伸出安装块五(174201),丝杆(174204)上端头安装有带轮一(174207);所述安装块五(174201)底部安装有Z轴驱动电机(174210),Z轴驱动电机(174210)的输出端向上伸出安装块五(174201),Z轴驱动电机(174210)输出端端头安装有带轮二(174209),所述带轮一(174207)与带轮二(174209)通过皮带(174208)连接;所述丝杆(174204)旁边的焊头安装底座组件(1741)上还安装有导轨三(174202),所述导轨三(174202)与丝杆(174204)平行,所述导轨三(174202)上安装有沿其滑动的滑块三(174203);所述支撑板五(174205)一端套装于丝杆(174204)上,支撑板五(174205)另一端与滑块三(174203)固装。
5.如权利要求2所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述吸嘴组件(1744)的结构为:包括与支撑板一(1743)固装的支撑板六(17441),所述支撑板六(17441)侧面固装有线性加旋转致动器(17442),线性加旋转致动器(17442)的输出端安装有吸嘴(17443),所述吸嘴(17443)与外部气源连接;位于吸嘴(17443)旁边的线性加旋转致动器(17442)侧边还安装有测高传感器;所述相机组件(1745)的结构为:包括与支撑板一(1743)固装的支撑板七(17452),所述支撑板七(17452)侧面固装有第一变倍镜头(17453),所述第一变倍镜头(17453)顶部安装有第一CCD相机(17451)。
6.如权利要求1所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述多功能芯片拾取放置装置(16)的结构为:包括工作平台(1),横跨所述工作平台(1) 安装有轨道输送机构(12),位于工作平台(1)外部的轨道输送机构(12)两端头分别安装有料片上料机构(2)和下料机构(3),所述工作平台(1)上沿着轨道输送机构(12)的方向依次设置有工位一和工位二;位于工位一与工位二间隔处的工作平台(1)上安装有识别装置(7),识别装置(7)上方安装有快换机构(8);
所述工位一的结构为:包括固装于工作平台(1)上的芯片上料机构(5),芯片上料机构(5)与轨道输送机构(12)之间安装有蘸胶盘组件(4);所述工位二的结构为:包括固装于工作平台(1)上的晶圆上料机构(9),位于晶圆上料机构(9)底部的工作平台(1)上安装有顶晶机构(10);晶圆上料机构(9)与轨道输送机构(12)之间安装有与工位一相同的蘸胶盘组件(4)。
7.如权利要求6所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述芯片上料机构(5)的结构为:包括通过支脚固装于工作平台(1)上的小平台一(51),小平台一(51)上安装有治具基座(52),治具基座(52)上设置有多个下气孔(53),所述下气孔(53)与外部气源相连,与所述下气孔(53)相对应的治具基座(52)上设置有密封垫(54);所述治具基座(52)上表面三侧边缘处设置有挡条(55),位于三侧挡条(55)内侧的治具基座(52)上安装有治具(57);位于挡条(55)内侧的治具基座(52)上嵌装有磁铁(56);所述治具(57)的结构为:包括安装于治具基座(52)上的治具底板(571),治具底板(571)端头设置有治具把手(572),所述治具底板(571)上设置有放置芯片料盒(58)的多个穴位,所述穴位与下气孔(53)一一对应;与穴位相对应的治具底板(571)上开有与下气孔(53)相贯通的上气孔(574),与所述上气孔(574)相对应的治具底板(571)上设置有密封圈(573);与穴位相对应的治具底板(571)上安装有多个限位销(59)和卡扣机构(575),所述限位销(59)设置于各个穴位的相邻两边缘处,所述卡扣机构(575)设置于限位销(59)对角处;所述卡扣机构(575)的结构为:包括与治具底板(571)固装的卡扣基座(5751),所述卡扣基座(5751)为“┏┓”型结构,贯穿卡扣基座(5751)两侧壁安装有转轴(5752),位于卡扣基座(5751)内部的转轴(5752)上转动安装有L型结构的卡扣件(5754);贯穿卡扣件(5754)侧壁安装有螺钉(5753),所述螺钉(5753)上套装有弹簧(5755),所述弹簧(5755)端部固装于治具底板(571)。
8.如权利要求6所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述晶圆上料机构(9)的结构为:包括通过支脚固装于工作平台(1)上的小平台二(901),所述小平台二(901)底面的端部通过电机基板(902)安装有上料电机(903),所述上料电机(903)的输出端穿过小平台二(901)并在端头安装有上料带轮一(904),位于上料带轮一(904)旁边的电机基板(902)上转动安装有芯轴(907),所述芯轴(907)贯穿电机基板(902),所述芯轴(907)两端部分别安装有上料带轮二(906)和上料带轮三(908),所述上料带轮一(904)与上料带轮二(906)之间通过小皮带(905)连接;位于电机基板(902)旁边的小平台二(901)上安装有大轴承(912),所述大轴承(912)内部安装有环座(913),所述环座(913)贯穿小平台二(901),所述环座(913)底部固装有大带轮(911),所述大带轮(911)与上料带轮三(908)之间通过大皮带(910)连接,位于大皮带(910)外侧的小平台二(901)底部安装有张紧轮(909);所述环座(913)顶部安装有卡环(914),所述卡环(914)外边缘向外延伸形成安装晶圆环的台阶,位于晶圆环旁边的卡环(914)上还安装有挡板(915)。
9.如权利要求6所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述顶晶机构(10)的结构为:包括固装于工作平台(1)的底部支撑座(1011),所述底部支撑座(1011)的中部设置有凹槽,凹槽的两端对称安装有第一滑轨(1010),第一滑轨(1010)上安装有第一滑块(1012),所述凹槽处还安装有第一丝杠(1016),所述第一丝杠(1016)上套至有第一螺母(1009),所述第一螺母(1009)和第一滑块(1012)的顶部同时安装有滑移板(1013),所述底部支撑座(1011)的外侧还固定有第一电机(1008),所述第一电机(1008)的输出端通过第一带传动机构(1015)与第一丝杠(1016)头部连接;所述滑移板(1013)的安装方向与底部支撑座(1011)垂直,所述滑移板(1013)上固定有第二滑轨(1014),所述第二滑轨(1014)上安装有第二滑块(1003),所述第二滑轨(1014)一旁设置有与其平行的第二丝杠(1005),所述第二丝杠(1005)上安装有第二螺母(1004),所述第二滑块(1003)和第二螺母(1004)上同时固定有顶针连接座(1002),所述顶针连接座(1002)上安装顶针座组件(1001);所述滑移板(1013)的外侧还固定有第二电机(1006),所述第二电机(1006)的输出端通过第二带传动机构(1007)与第二丝杠(1005)连接。
10.如权利要求6所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述蘸胶盘组件(4)的结构为:包括与轨道输送机构(12)外侧壁固装且呈L型结构的胶盘基座(41),胶盘基座(41)底部安装有胶盘电机(43),所述胶盘电机(43)的输出端向上穿过胶盘基座(41),胶盘电机(43)输出端端部安装有胶盘带轮一(42);位于胶盘基座(41)旁边的轨道输送机构(12)外侧壁上安装有胶盘支板(46),所述胶盘支板(46)顶面安装有胶盘(47),所述胶盘(47)通过中部的转动轴与胶盘支板(46)转动连接,所述转动轴向下穿出胶盘支板(46),转动轴下端部安装有胶盘带轮二(45);所述胶盘带轮一(42)与胶盘带轮二(45)通过胶盘皮带(44)连接;位于胶盘(47)旁边的胶盘支板(46)上还安装有刮胶刀(48);所述刮胶刀(48)一端通过小螺杆(49)与胶盘支板(46)连接,刮胶刀(48)另一端悬于胶盘(47)上方。
11.如权利要求6所述的高精度多功能装片机,其特征在于:料片上料机构(2)和料片下料机构(3)的结构相同,所述料片上料机构(2)的具体结构为:包括放料底座组件(204),所述放料底座组件(204)上固定安装有X向运动组件(206),X向运动组件(206)一旁的放料底座组件(204)上还固定安装有Z向运动组件(205),所述Z向运动组件(205)上安装有料盒叉杆(214),所述Z向运动组件(205)的两侧面安装有料盒导向组件(202),所述料盒导向组件(202)内安装有料盒组件(201)。
12.如权利要求11所述的高精度多功能装片机,其特征在于:料盒导向组件(202)的结构为:包括四块调节板(208),四块调节板(208)通过紧固件围成四边形结构,每块调节板(208)上垂直安装有导向板(207),其中两块导向板(207)的底部安装有挡位气缸(209),所述挡位气缸(209)的输出端安装有导杆;其中一块调节板(208)的端部锁紧有连接锁板(210);Z向运动组件(205)的结构为:包括框架板(211),所述框架板(211)的底部固定有电机座(217),所述电机座(217)上安装有大电机(215),所述大电机(215)的输出轴安装有同步机构(216),所述同步机构(216)的输出端连接有第三丝杠(212),所述第三丝杠(212)贯穿整个框架板(211)的垂直方向,所述第三丝杠(212)上安装有沿其上下运动的连接座(213),所述连接座(213)内部设置有与第三丝杠(212)配合的螺母,所述连接座(213)的外侧面固定有料盒叉杆(214);推料系统(203)的结构为:包括直角板(222),所述直角板(222)的内侧安装有加强板(223),所述直角板(222)的外侧面固定有一块后板(234),所述后板(234)的背部固定有小电机(224),所述小电机(224)的输出轴上安装同步轮(228),两个同步轮(228)之间安装同步带(226),所述同步带(226)的上方通过连接块(227)咬合安装有推料杆(225),所述推料杆(225)与连接块(227)同时跟着同步带(226)行走,所述推料杆(225)的内侧还安装有滑块,所述滑块沿着导轨行走;放料底座组件(204)的结构为:包括下料底板(229),所述下料底板(229)的底部通过支撑角铁(233)支撑固定,所述下料底板(229)上表面一端安装有放料盒(232),所述放料盒(232)内部的下料底板(229)上安装X向运动组件(206),X向运动组件(206)的具体结构为:包括双轴气缸(221),所述双轴气缸(221)的输出端安装活塞杆(220),所述活塞杆(220)的头部安装有锁紧块(219),所述锁紧块(219)上固定有U型结构的推料盒叉(218);所述放料盒(232)上表面还设置有放料条(230)和挡边(231)。
13.如权利要求6所述的高精度多功能装片机,其特征在于:轨道输送机构(12)的结构为:采用分段式结构,分别为前部轨道组件(1206)、中部轨道组件(1205)和后部轨道组件(1204);所述前部轨道组件(1206)和后部轨道组件(1204)的结构相同,并对称设置在中部轨道组件(1205)的两端,所述后部轨道组件(1204)内还设置有轨道推料组件(1208)。
14.如权利要求13所述的高精度多功能装片机,其特征在于:所述后部轨道组件(1204)的结构为:包括后部轨道安装底座(411),所述后部轨道安装底座(411)上表面后端安装有后部轨道前侧板(405),与后部轨道前侧板(405)平行间隔安装有后部轨道后侧板(406),所述后部轨道安装底座(411)上表面前端位置通过传动电机安装块(413)安装有后部轨道传动电机(412),所述后部轨道传动电机(412)的输出端通过减速装置安装有后部轨道传动轴(414),所述后部轨道传动轴(414)同时穿过后部轨道后侧板(406)和后部轨道前侧板(405),并在后部轨道后侧板(406)和后部轨道前侧板(405)的内侧安装多个小滚轮,所述小滚轮上绕有传输带(407),间隔的传输带(407)上配合安装有料片(19),所述后部轨道后侧板(406)和后部轨道前侧板(405)的顶面还均锁紧有压轮固定块(403),所述压轮固定块(403)上通过轴安装压轮连接块(402),所述压轮连接块(402)上安装有压轮(401),所述压轮(401)压住料片(19);所述后部轨道安装底座(411)上表面前端位置还安装有后部轨道转盘(410),所述后部轨道转盘(410)连接的后端安装有大螺母,所述大螺母套至在后部轨道丝杆轴(409)上,后部轨道丝杆轴(409)穿过后部轨道后侧板(406)并与后部轨道固定块(408)固定;所述后部轨道安装底座(411)上对称设置有后部轨道滑轨(417),所述后部轨道滑轨(417)上安装有沿其滑动的后部轨道滑块(416),所述后部轨道滑块(416)通过后部轨道连接块(415) 与后部轨道后侧板(406)锁紧;所述轨道推料组件(1208)的结构为:包括通过垫高块(404)固定的底座板(811),所述底座板(811)上表面两端对称安装有立块(801),两个立块(801)的顶部安装一块上固定板(802),所述上固定板(802)的上表面固定有滑移轨(806),所述滑移轨(806)上配合安装滑移块,所述滑移块上固定有长方体的滑板(807),所述滑板(807)的顶部一端固定有推料臂安装板(804),所述推料臂安装板(804)的头部安装有推料臂(803),所述推料臂(803)的一端通过拉簧(805)与推料臂安装板(804)连接;所述底座板(811)的底部还固定有驱动电机(812),所述驱动电机(812)的输出端穿过底座板(811)并通过滚轮安装传动带(808),所述传动带(808)上相对咬合安装有L型板(809)和齿形板(810),所述L型板(809)的顶部与滑板(807)锁紧;中部轨道组件(1205)的结构为:包括间隔设置的中部轨道支撑座(506),所述中部轨道支撑座(506)的上表面固定中部轨道工作台(507),所述中部轨道工作台(507)上表面后端位置安装中部轨道前侧板(502),与中部轨道前侧板(502)平行间隔安装有中部轨道后侧板(511),中部轨道前侧板(502)与中部轨道后侧板(511)安装有轨道顶料组件(20);所述中部轨道工作台(507)上固定有中部轨道传动电机(512),所述中部轨道传动电机(512)通过减速装置安装中部轨道传动轴(513),所述中部轨道传动轴(513)同时穿过中部轨道后侧板(511)和中部轨道前侧板(502),并在中部轨道后侧板(511)和中部轨道前侧板(502)的内侧安装多个小滚轮,所述小滚轮上绕有传送带,间隔的传送带上配合输送的料片(19),料片(19)通过压条(501)压住在两块侧板上;中部轨道工作台(507)上还安装有中部轨道转盘(505),所述中部轨道转盘(505)连接的后端安装有大螺母,所述大螺母套至在中部轨道丝杆轴(504)上,中部轨道丝杆轴(504)穿过中部轨道后侧板(511)并与中部轨道固定块(503)固定;中部轨道工作台(507)上对称设置有中部轨道滑轨(508),所述中部轨道滑轨(508)上安装有沿其滑动的中部轨道滑块(509),所述中部轨道滑块(509)通过中部轨道连接块(510)与中部轨道后侧板(511)锁紧;所述轨道顶料组件(20)的结构为:包括间隔对称设置的第二支架(2004),两个第二支架(2004)的内侧顶部固定有顶料气缸(2002),所述顶料气缸(2002)的输出端固定顶料板(2003),其中一个第二支架(2004)的外侧固定有气缸安装片(2006)和传感器安装座(2008),所述气缸安装片(2006)上固定有挡料气缸(2005),所述传感器安装座(2008)上固定有光电传感器(2007)。
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