CN219228315U - 微型半导体致冷晶粒贴装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微型半导体致冷晶粒贴装装置，包括框体、三轴运动模组、控制器、吸放组件、相机、激光位移测距传感器；框体安装在三轴运动模组上，由三轴运动模组驱动移动，框体下端环设有光源；相机安装在框体上中部，相机下端的镜头与框体同轴设置；激光位移测距传感器安装在框体一侧面；吸放组件包括步进电机、气管接头、吸嘴，所述吸嘴安装在步进电机的输出轴末端，气管接头连通吸嘴，气管接头经管路连接真空组件，所述吸嘴位于光源水平面以下；相机、三轴运动模组、光源、步进电机、真空组件、激光位移测距传感器均与控制器电性连接，本装置能实现晶粒的吸取贴放，晶粒吸取的可靠性和稳定性高，晶粒能进行旋转调节，晶粒的放置精度高。

Description

微型半导体致冷晶粒贴装装置

技术领域

本发明涉及一种微型半导体致冷晶粒贴装装置。

背景技术

目前，在国内半导体致冷片的封装工艺过程中，点锡过程已由点胶机实现机器自动化，点胶机通过将压缩空气送入注射器或者是胶瓶中，将胶压进与活塞室相连的进给管中，利用压力进行点胶作业。当活塞处于上冲程时，活塞室中就会填满胶；当活塞向下推进滴胶针头时，胶受到压力便会从针嘴压出。滴出的胶量由活塞下冲的距离决定，可以手工调节，也可以通过编程进行控制。然而，点胶过程完成后，在点有锡胶的导流片上进行半导体致冷晶粒的摆模贴装则主要由人工完成。对于微型产品，晶粒的尺寸更加细小。以目前常用的微型器件为例，晶粒尺寸的长、宽、高一般都在0.5mm以内。生产过程，对合格的产品的晶粒之间的距离精度要求一般在晶粒宽度的10%以内，即50微米以内甚至更高，使人工操作难度大大增加，需要配合显微镜才能完成。不仅工作效率低，而且精度很难保证，从而影响产品的产量和性能。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种微型半导体致冷晶粒贴装装置。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种微型半导体致冷晶粒贴装装置，包括框体、三轴运动模组、控制器、吸放组件、相机、激光位移测距传感器；

所述框体安装在三轴运动模组上，由三轴运动模组驱动移动，框体下端环设有光源；

所述相机安装在框体上中部，相机下端的镜头与框体同轴设置；

所述激光位移测距传感器安装在框体一侧面；

所述吸放组件包括步进电机、气管接头、吸嘴，所述吸嘴安装在步进电机的输出轴末端，气管接头连通吸嘴，气管接头经管路连接真空组件，所述吸嘴位于光源水平面以下；

所述相机、三轴运动模组、光源、步进电机、真空组件、激光位移测距传感器均与控制器电性连接。

进一步的，所述步进电机为中空轴步进电机，气管接头安装在中空轴的上端，中空轴的下端安装有连接座，吸嘴安装在连接座内并与之沿竖向滑动密封，吸嘴周侧套设有弹簧，弹簧上下端分别连接吸嘴、连接座。

进一步的，所述真空组件包括空压机、真空发生器、调压阀和三位五通气动电磁阀，所述真空发生器安装在吸气支路上，调压阀安装在调节支路上，吸气支路一端连接空压机，另一端经三位五通气动电磁阀连接气管接头，调节支路一端连接空压机，另一端经三位五通气动电磁阀连接气管接头。

进一步的，所述电机经电机座安装在框体上。

进一步的，所述相机经相机支架安装在框体上。

进一步的，所述框体下端安装有固定环，光源安装在固定环下端。

进一步的，所述光源为LED灯。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:结构简单，设计合理，能实现晶粒的吸取贴放，晶粒吸取的可靠性和稳定性高，晶粒能进行旋转调节，晶粒的放置精度高，贴装效率高。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1是本装置的结构示意图一。

图2是本装置的结构示意图二。

图3是真空组件的结构示意图。

图4是作业流程图。

图中：1-框体；2-相机；3-镜头；4-固定环；5-光源；6-激光位移测距传感器；7-吸放组件；8-气管接头；9-步进电机；10-连接座；11-弹簧；12-吸嘴；13-真空组件；14-真空发生器；15-调压阀；16-三位五通气动电磁阀；17-空压机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1、2所示，一种微型半导体致冷晶粒贴装装置，包括框体1、三轴运动模组、控制器、吸放组件7、相机2、激光位移测距传感器6；

所述框体安装在三轴运动模组上，由三轴运动模组驱动移动，框体下端环设有光源5；

所述相机安装在框体上中部，相机下端的镜头3与框体同轴设置；

所述激光位移测距传感器安装在框体一侧面，用以检测框体与下方检测点的距离；

所述吸放组件包括步进电机9、气管接头8、吸嘴12，所述吸嘴安装在步进电机的输出轴末端，气管接头连通吸嘴，气管接头经管路连接真空组件13，所述吸嘴位于光源水平面以下，气管接头采用可旋转接头；

所述相机、三轴运动模组、光源、步进电机、真空组件、激光位移测距传感器均与控制器电性连接：

如图3所示，所述真空组件包括空压机17、真空发生器14、调压阀15和三位五通气动电磁阀16，所述真空发生器安装在吸气支路上，调压阀安装在调节支路上，吸气支路一端连接空压机，另一端经三位五通气动电磁阀连接气管接头，调节支路一端连接空压机，另一端经三位五通气动电磁阀连接气管接头；可通过控制三位五通气动电磁阀，配合调压阀控制吸嘴正压大小，在放置动作时添加合适的吹气动作，保证晶粒完全被释放，避免吸嘴移开时对其产生带动干扰；

三位五通顾名思义，三个工作位置、五个口；三位电磁阀都是有两个线圈的。我们暂且称之为A侧线圈和B侧线圈，AB侧都不通电的时候阀芯是一个位置，A侧通电时阀芯会动作，这是第二个位置，A侧断电，B侧通电的时候阀芯的位置是第三个位置；

使用时，如图4所示流程，三轴运动模组以吸取工位的Mark标识点为准保证到达吸取工位拍照点，相机拍照，传输至控制器进行视觉检测，对晶粒进行识别定位后，三轴运动模组运动使吸嘴运动至晶粒正上方，激光位移测距传感器检测高度合适时，进行晶粒吸取，完成吸取环节；三轴运动模组以放置工位Mark标识点为准保证到达放置工位拍照点，相机拍照，传输至控制器进行视觉检测，对导流基片进行识别定位后，通过控制中空步进电机根据位姿角度差，对单个待测微型晶粒进行旋转调节调整晶粒，三轴运动模组运动使晶粒运动至基片锡胶点正上方，激光位移测距传感器检测高度合适时，进行吹气并完全释放，完成放置环节，自此完成了单个晶粒的摆模，重复该流程，可以完成整个导流片上微型晶粒的自动摆模贴装；

本装置每次识别定位时以载具上的固定Mark标识点为准进行视觉校正，保证每次识别定位拍照位置近似为同一位置，实现运动误差补偿，使吸嘴中心与晶粒中心尽可能重合；

吸放动作具体原理：失电状态下，吸嘴不工作；三位五通气动电磁阀A侧得电，B侧失电，吸气支路导通，吸嘴进行吸气，可将微型晶粒吸起；A侧断电，B侧得电，调节支路导通，调节调压阀控制吹气力度，吸嘴进行吹气，将微型晶粒放下；这种吸放一体化系统设计，通过控制三位五通电磁阀，配合调压阀控制吸嘴吹气力度，保证晶粒完全被释放，提高晶粒的放置精度。

在本实施例中，所述步进电机为中空轴步进电机，气管接头安装在中空轴的上端，中空轴的下端安装有连接座10，吸嘴安装在连接座内并与之沿竖向滑动密封，吸嘴周侧套设有弹簧11，弹簧上下端分别连接吸嘴、连接座，吸嘴和中空旋转电机轴联为一体，通过控制中空旋转电机转动，可对单个晶粒进行旋转调节，提高晶粒位姿调节动作的灵活性。

在本实施例中，所述电机经电机座安装在框体上。

在本实施例中，所述相机经相机支架安装在框体上。

在本实施例中，所述框体下端安装有固定环4，光源安装在固定环下端。

在本实施例中，所述光源为LED灯。

本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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专利，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专利的限制。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种微型半导体致冷晶粒贴装装置，其特征在于：包括框体、三轴运动模组、控制器、吸放组件、相机、激光位移测距传感器；

所述框体安装在三轴运动模组上，由三轴运动模组驱动移动，框体下端环设有光源；

所述相机安装在框体上中部，相机下端的镜头与框体同轴设置；

所述激光位移测距传感器安装在框体一侧面；

所述吸放组件包括步进电机、气管接头、吸嘴，所述吸嘴安装在步进电机的输出轴末端，气管接头连通吸嘴，气管接头经管路连接真空组件，所述吸嘴位于光源水平面以下；

所述相机、三轴运动模组、光源、步进电机、真空组件、激光位移测距传感器均与控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的微型半导体致冷晶粒贴装装置，其特征在于：所述步进电机为中空轴步进电机，气管接头安装在中空轴的上端，中空轴的下端安装有连接座，吸嘴安装在连接座内并与之沿竖向滑动密封，吸嘴周侧套设有弹簧，弹簧上下端分别连接吸嘴、连接座。

3.根据权利要求1或2所述的微型半导体致冷晶粒贴装装置，其特征在于：所述真空组件包括空压机、真空发生器、调压阀和三位五通气动电磁阀，所述真空发生器安装在吸气支路上，调压阀安装在调节支路上，吸气支路一端连接空压机，另一端经三位五通气动电磁阀连接气管接头，调节支路一端连接空压机，另一端经三位五通气动电磁阀连接气管接头。

4.根据权利要求1所述的微型半导体致冷晶粒贴装装置，其特征在于：所述电机经电机座安装在框体上。

5.根据权利要求1所述的微型半导体致冷晶粒贴装装置，其特征在于：所述相机经相机支架安装在框体上。

6.根据权利要求1所述的微型半导体致冷晶粒贴装装置，其特征在于：所述框体下端安装有固定环，光源安装在固定环下端。

7.根据权利要求1或6所述的微型半导体致冷晶粒贴装装置，其特征在于：所述光源为LED灯。

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