CN216096877U - 一种自动共晶机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动共晶机，包括台柜，所述台柜上安装有直线模组、第一上料模组件、第二上料模组件、加热模组和下料模组：所述直线模组固定于台柜的一端，其上设有第一共晶模组、第二共晶模组，所述第一共晶模组和第二共晶模组分别位于台柜的相对两侧，并可在直线模组沿x轴、y轴和Z轴方向移动；所述第一上料模组件、下料模组和第二上料模组件固定于台柜的另一端，且沿Y轴方向排列为一排设置；所述加热模组固定于台柜的中部，与下料模组相对应。上述自动共晶机经直线模组、第一上料模组件和第二上料模组件将载片、焊锡片和芯片吸取至加热模组，进行自动对位共晶和自动上下料，代替手工操作，大大提升了共晶效率。

Description

一种自动共晶机

技术领域

本实用新型主要涉及固晶技术领域，具体地说，涉及一种自动共晶机。

背景技术

共晶焊又称低熔点合金焊接。共晶合金的基本特征是：两种不同的金属可在远低于各自的熔点温度下按一定的重量比例形成合金。在微电子器件中最常用的共晶焊是把芯片焊到镀金的底座或引线框上去，即“金—芯共晶焊”。

共晶焊的焊接过程是指在一定的温度和一定的压力下，将芯片在镀金的底座上轻轻摩擦，擦去界面不稳定的氧化层，使接触表面之间熔化，由二个固相形成一个液相。冷却后，当温度低于“金—芯共熔点”时，由液相形成的晶粒形式互相结合成机械混合物，即：“金—芯共熔晶体”从而使芯片牢固的焊接在底座上，并形成良好的低阻欧姆接触。

目前主要是以手工共晶为主、设备自动共晶为辅来完成，手工操作过程是由人工用镊子夹取芯片再通过显微镜的放大图像上定位共晶，当另一端式效率低、产品一致性难以保证，且人工操作过程中容易产生因身体疲劳或视力疲劳等因素带来的误操作，导致不良品的产生。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种自动共晶机，代替手工生产，提高生产效率。

本实用新型的自动共晶机，包括台柜，所述台柜上安装有直线模组、第一上料模组件、第二上料模组件、加热模组和下料模组：所述直线模组固定于台柜的一端，其上设有第一共晶模组、第二共晶模组，所述第一共晶模组和第二共晶模组分别位于台柜的相对两侧，并可在直线模组沿x轴、y轴和Z轴方向移动；所述第一上料模组件、下料模组和第二上料模组件固定于台柜的另一端，且沿Y轴方向排列为一排设置；所述加热模组固定于台柜的中部，与下料模组相对应。

进一步地，所述第一上料模组件包括若干个第一上料模组，若干个所述第一上料模组沿Y轴方向排列为一排；所述第二上料模组件包括若干个第二上料模组，若干个所述第二上料模组沿Y轴方向排列为一排。

进一步地，所述第一上料模组包括满料盒、滑台、料盘中转区和顶升机构，所述满料盒可滑行地设置于滑台上，所述滑台沿Y轴方向固定于台柜上，所述滑台靠近直线模组的一端的两侧均设置有料盘中转区，所述顶升机构与料盘中转区连接，用于带动料盘中转区升降；所述第二上料模组与第一上料模组的数量和/或结构相同。

进一步地，所述第一共晶模组包括下料夹爪和吸嘴模组，所述下料夹爪可上下伸缩地安装于直线模组上，吸嘴模组固定于直线模组上；所述第二共晶模组与第一共晶模组结构相同。

进一步地，所述吸嘴模组包括芯片吸嘴和自动旋转机构，所述芯片吸嘴与自动旋转机构传动连接。

进一步地，所述芯片吸嘴数量为七个，七个所述芯片吸嘴环绕所述自动旋转机构设置。

进一步地，所述第一共晶模组还包括第一CCD组件、第二CCD组件，所述第一CCD组件用于水平校正所述吸嘴模组，所述第二CCD组件用于引导所述芯片吸嘴吸取物料。

进一步地，所述加热模组包括加热台、载片定位机构和高精度双头丝杆传动机构，所述加热台固定于台柜上，所述高精度双头丝杆传动机构与载片定位机构连接。

进一步地，所述下料模组包括传送皮带、共晶成品下料托盘和空料盒下料托盘，所述共晶成品下料托盘和空料盒下料托盘均设置于传送皮带上。

进一步地，所述直线模组包括支架、第一X轴直线滑轨、第二X轴直线滑轨、Y轴双动子直线滑轨、第一Z轴直线滑轨和第二Z轴直线滑轨，所述Y轴双动子直线滑轨固定于支架上端，所述第一X轴直线滑轨和第二X轴直线滑轨沿Y轴方向可滑行地安装于Y轴双动子直线滑轨上，所述第一Z轴直线滑轨沿X轴方向和Z轴方向可滑行地安装于第一X轴直线滑轨上，所述第二Z轴直线滑轨沿X轴方向和Z轴方向可滑行地安装于第二X轴直线滑轨上，所述第一共晶模组固定于第一Z轴直线滑轨上，所述第二共晶模组固定于第二Z轴直线滑轨上。

本实用新型的自动共晶机，包括台柜，所述台柜上安装有直线模组、第一上料模组件、第二上料模组件、加热模组和下料模组：所述直线模组固定于台柜的一端，其上设有第一共晶模组、第二共晶模组，所述第一共晶模组和第二共晶模组分别位于台柜的相对两侧，并可在直线模组沿x轴、y轴和Z轴方向移动；所述第一上料模组件、下料模组和第二上料模组件固定于台柜的另一端，且沿Y轴方向排列为一排设置；所述加热模组固定于台柜的中部，与下料模组相对应。第一上料模组件、第二上料模组件经直线模组将物料上料至加热模组，在加热模组完成共晶成品后，再通过下料模组转移到下料位置。通过上述设置，可实现自动对位共晶和自动上下料，代替手工操作，大大提升了共晶效率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的自动共晶机的结构示意图；

图2为本实用新型的自动共晶机中第一上料模组的结构示意图；

图3为本实用新型的自动共晶机中第一共晶模组的结构示意图；

图4为本实用新型的自动共晶机中吸嘴模组的结构示意图；

图5为本实用新型的自动共晶机中加热模组的结构示意图；

图6为本实用新型的自动共晶机中下料模组的结构示意图。

附图标记说明：

1、台柜；10、第一上料模组；11、满料盒；12、滑台；13、料盘中转区；14、顶升机构；15、第二上料模组；20、下料模组；21、传送皮带；22、共晶成品下料托盘；23、空料盒下料托盘；30、第一共晶模组；35、第二共晶模组；40、加热模组；41、加热台；42、载片定位机构；43、高精度双头丝杆传动机构；50、第一X轴直线滑轨；55、第二X轴直线滑轨；60、第一Z轴直线滑轨；61、第一CCD组件；62、第二CCD组件；63、下料夹爪；64、吸嘴模组；65、第二Z轴直线滑轨；66、芯片吸嘴；67、自动旋转机构；70、Y轴双动子直线滑轨；80、计算机

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“水平”、“竖直”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”、“上”、“下”等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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。。术语“第一”、“第二”主要用于区分不同的部件，但不对部件进行具体限制。

图1为本实用新型的自动共晶机的结构示意图。该实施例的自动共晶机包括台柜1，台柜1上安装有直线模组、第一上料模组件、第二上料模组件、加热模组40和下料模组20：直线模组固定于台柜1的后端，其上设有第一共晶模组30、第二共晶模组35，第一共晶模组30和第二共晶模组35分别位于台柜1的左右两侧，并可在直线模组沿x轴、y轴和Z轴方向移动；第一上料模组件、下料模组20和第二上料模组件固定于台柜1的前端，且沿Y轴方向排列为一排设置，第一上料模组件和第二上料模组件均用于载片上料、焊锡片上料和芯片上料；且第一上料模组件位于第一共晶模组30的下方，第二上料模组件位于第二共晶模组35的下方；加热模组40固定于台柜1的中部，与下料模组20相对应。本实用新型中第一共晶模组30从第一上料模组件吸取载片后移至加热模组40，第二共晶模组35从第二上料模组件吸取焊锡片移至加热模组40，然后第一共晶模组30从第一上料模组件吸取芯片移至加热模组40进行共晶，完成共晶后将成品移至下料模组20。

具体地，第一上料模组件包括若干个第一上料模组10，若干个第一上料模组10沿Y轴方向排列为一排，参见图2，第一上料模组10包括满料盒11、滑台12、料盘中转区13和顶升机构14，满料盒11可滑行地设置于滑台12上，滑台12沿Y轴方向固定于台柜1上，滑台12靠近直线模组的一端(即后端)的两侧均设置有料盘中转区13，，顶升机构14与料盘中转区13连接，用于带动料盘中转区13升降。当满料盒11通过滑台12滑行位于料盘中转区13处时，顶升机构14经料盘中转区13将满料盒11中物料顶起供芯片吸嘴模组64吸取，满料盒11可装载载片、焊锡片和芯片。优选地，第二上料模组件包括若干个第二上料模组15，若干个所述第二上料模组15沿Y轴方向排列为一排，第二上料模组15与第一上料模组10结构相同。需要说明的是，在图1所示的实施例中第二上料模组15与第一上料模组10的数量均为3个，当然其还可为4个、5个或更多个。当第一上料模组10的数量均为3个时，其对应的三个满料盒11分别装载装载载片、焊锡片和芯片；当第二上料模组15的数量均为3个时，其对应的三个满料盒11分别装载装载载片、焊锡片和芯片。

同时，如图4所示，第一共晶模组30包括第一CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)组件61、第二CCD组件62、下料夹爪63、吸嘴模组64，下料夹爪63可上下伸缩地安装于直线模组上，吸嘴模组64固定于直线模组上，吸嘴模组64包括芯片吸嘴66和自动旋转机构67，芯片吸嘴66与自动旋转机构67传动连接，第一CCD组件61用于水平校正所述吸嘴模组64，第二CCD组件用于引导芯片吸嘴66吸取物料，同时，为使自动旋转机构67更好地控制芯片吸嘴66，吸嘴模组64还包括压力传感器，该压力传感器与芯片吸嘴66电连接；优选地，第二共晶模组35与第一共晶模组30结构相同。需要说明的是，在图1所示的实施例中，芯片吸嘴66的数量优选为七个，七个芯片吸嘴66环绕自动旋转机构67设置。应当清楚，芯片吸嘴66数量也可以为五个、六个或其他更多可能，只要可以实现本实用新型的技术效果即可。通过上述设置，吸嘴模组64经过第一CCD组件61完成水平面角度的校正，以确保物料能够被水平吸取，所述第二CCD组件62用于引导吸嘴模组64吸取物料，从料盘中转区13转移到加热模组40，通过第二CCD组件62对物料的位置判断，芯片吸嘴66和自动旋转机构67的进行联动，能够准确吸取附于所述料盘中转区13的物料，所述自动旋转机构可以搭载不同芯片吸嘴，实现不同芯片的吸取。

图5为本实用新型的自动共晶机中加热模组的结构示意图，在该实施例中，加热模组40包括加热台41、载片定位机构42和高精度双头丝杆传动机构43，加热台41固定于台柜1上，载片定位机构42用于定位放置于加热台41上的物件(具体为满料盒11中物料)，高精度双头丝杆传动机构43与载片定位机构42连接。优选地，载片定位机构42由两块夹板组成，两块夹板分别可滑行地设置于加热台41的相对两侧，每块夹板与高精度双头丝杆传动机构43的其中一丝杆传动连接，当满料盒11中物料从料盘中转区13转移到加热模组40，具体移至加热台41时，高精度双头丝杆传动机构43控制该载片定位机构42双向朝中间靠拢运动，将物料固定在加热台41进行摩擦共晶。进一步的，台柜1包括多个电磁阀，加热台41上设有加热片，电磁阀与该加热片电连接。需要说明的是，加热模组还包括温度传感器，温度传感器与加热片集成为一。

同时，如图6所示，下料模组20包括传送皮带21、共晶成品下料托盘22和空料盒下料托盘23，共晶成品下料托盘22和空料盒下料托盘23均设置于传送皮带21上，通过该传送皮带21将其转移到下料位置。

在进一步地技术方案中，前述直线模组包括支架、第一X轴直线滑轨50、第二X轴直线滑轨55、Y轴双动子直线滑轨70、第一Z轴直线滑轨60和第二Z轴直线滑轨65，Y轴双动子直线滑轨70固定于支架上端，第一X轴直线滑轨50和第二X轴直线滑轨55沿Y轴方向可滑行地安装于Y轴双动子直线滑轨70上，第一Z轴直线滑轨60沿X轴方向和Z轴方向可滑行地安装于第一X轴直线滑轨50上，第二Z轴直线滑轨65沿X轴方向和Z轴方向可滑行地安装于第二X轴直线滑轨55上，第一共晶模组30固定于第一Z轴直线滑轨60上，第二共晶模组35固定于第二Z轴直线滑轨65上。通过上述设置，可具体实现第一共晶模组30和第二共晶模组35在直线模组沿x轴、y轴和Z轴方向移动。需要说明的是，第一X轴直线滑轨50、第二X轴直线滑轨55、第一Z轴直线滑轨60和第二Z轴直线滑轨65均与驱动部连接，驱动部可为马达，也可为油缸，均能实现本实用新型的技术效果。

此外，为便于观察多头共晶机的上下料情况，本实用新型中还包括计算机80，该计算机80设置于台柜1上。

本实用新型提供的多头共晶机的工作过程为：滑台12将物料转移到料盘中转区13，然后顶升机构14将物料顶起，第一CCD组件61对吸嘴模组64完成水平面角度的校正，校正完成后第一X轴直线滑轨50和第一Z轴直线滑轨60配合联动，将第一共晶模组30移动到料盘中转区13上方，第二CCD组件62引导吸嘴模组64吸取载片，Y轴双动子直线滑轨70启动将载片放置到加热台41上，高精度双头丝杆传动机构43控制载片定位机构42双向朝中间靠拢运动，将载片固定到加热台41，加热台41将载片预热到作业温度，第二X轴直线滑轨55和第二Z轴直线滑轨65配合联动，使用第二共晶模组35的吸嘴模组64吸取焊锡片至加热台41的载片上，焊锡片随后达到熔融状态，然后第一X轴直线滑轨50和第一Z轴直线滑轨60再次配合联动，通过第二CCD组件62引导吸嘴模组64吸取芯片，将芯片移至熔融状态下焊锡片的表面，自动旋转机构67轻微转动完成共晶，然后降温迅速固化得到共晶成品，下料夹爪63分别将共晶成品和用于盛放共晶成品的空盘移至共晶成品下料托盘22和空料盒下料托盘23，最后由传送皮带21转移到下料位置，自动报警通知人工取料或取盘。

综上所述，本实用新型提供的自动共晶机使用了两组共晶模组交替吸取物料至加热台，实现了多种物料连续共晶，搭载不同的芯片吸嘴，满足了复杂产品中需要多种物料同时共晶的生产需求，自动共晶机自动化程度高、效率高，且成品质量好，减少了不必要的材料浪费。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动共晶机，其特征在于，包括台柜(1)，所述台柜(1)上安装有直线模组、第一上料模组件、第二上料模组件、加热模组(40)和下料模组(20)：所述直线模组固定于台柜(1)的一端，其上设有第一共晶模组(30)、第二共晶模组(35)，所述第一共晶模组(30)和第二共晶模组(35)分别位于台柜(1)的相对两侧，并可在直线模组沿x轴、y轴和Z轴方向移动；所述第一上料模组件、下料模组(20)和第二上料模组件固定于台柜(1)的另一端，且沿Y轴方向排列为一排设置；所述加热模组(40)固定于台柜(1)的中部，与下料模组(20)相对应。

2.根据权利要求1所述的自动共晶机，其特征在于，所述第一上料模组件包括若干个第一上料模组(10)，若干个所述第一上料模组(10)沿Y轴方向排列为一排；所述第二上料模组件包括若干个第二上料模组(15)，若干个所述第二上料模组(15)沿Y轴方向排列为一排。

3.根据权利要求2所述的自动共晶机，其特征在于，所述第一上料模组(10)包括满料盒(11)、滑台(12)、料盘中转区(13)和顶升机构(14)，所述满料盒(11)可滑行地设置于滑台(12)上，所述滑台(12)沿Y轴方向固定于台柜(1)上，所述滑台(12)靠近直线模组的一端的两侧均设置有料盘中转区(13)，所述顶升机构(14)与料盘中转区(13)连接，用于带动料盘中转区(13)升降；所述第二上料模组(15)与第一上料模组(10)的数量和/或结构相同。

4.根据权利要求1所述的自动共晶机，其特征在于，所述第一共晶模组(30)包括下料夹爪(63)和吸嘴模组(64)，所述下料夹爪(63)可上下伸缩地安装于直线模组上，吸嘴模组(64)固定于直线模组上；所述第二共晶模组(35)与第一共晶模组(30)结构相同。

5.根据权利要求4所述的自动共晶机，其特征在于，所述吸嘴模组(64)包括芯片吸嘴(66)和自动旋转机构(67)，所述芯片吸嘴(66)与自动旋转机构(67)传动连接。

6.根据权利要求5所述的自动共晶机，其特征在于，所述芯片吸嘴(66)的数量为七个，七个所述芯片吸嘴(66)环绕所述自动旋转机构(67)设置。

7.根据权利要求5所述的自动共晶机，其特征在于，所述第一共晶模组(30)还包括第一CCD组件(61)、第二CCD组件(62)，所述第一CCD组件(61)用于水平校正所述吸嘴模组(64)，所述第二CCD组件用于引导所述芯片吸嘴(66)吸取物料。

8.根据权利要求1所述的自动共晶机，其特征在于，所述加热模组(40)包括加热台(41)、载片定位机构(42)和高精度双头丝杆传动机构(43)，所述加热台(41)固定于台柜(1)上，所述高精度双头丝杆传动机构(43)与载片定位机构(42)连接。

9.根据权利要求1所述的自动共晶机，其特征在于，所述下料模组(20)包括传送皮带(21)、共晶成品下料托盘(22)和空料盒下料托盘(23)，所述共晶成品下料托盘(22)和空料盒下料托盘(23)均设置于传送皮带(21)上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的自动共晶机，其特征在于，所述直线模组包括支架、第一X轴直线滑轨(50)、第二X轴直线滑轨(55)、Y轴双动子直线滑轨(70)、第一Z轴直线滑轨(60)和第二Z轴直线滑轨(65)，所述Y轴双动子直线滑轨(70)固定于支架上端，所述第一X轴直线滑轨(50)和第二X轴直线滑轨(55)沿Y轴方向可滑行地安装于Y轴双动子直线滑轨(70)上，所述第一Z轴直线滑轨(60)沿X轴方向和Z轴方向可滑行地安装于第一X轴直线滑轨(50)上，所述第二Z轴直线滑轨(65)沿X轴方向和Z轴方向可滑行地安装于第二X轴直线滑轨(55)上，所述第一共晶模组(30)固定于第一Z轴直线滑轨(60)上，所述第二共晶模组(35)固定于第二Z轴直线滑轨(65)上。

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