專利名稱：傾斜平面內(nèi)擺動平移式的粘片機焊頭機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及傾斜平面內(nèi)擺動平移式的粘片機焊頭機構(gòu)。
背景技術(shù)：
焊頭是粘片機核心部件，其功能是將晶園上已切割分離的晶片吸起，傳送并放置于載體上(引線框架、PCB板等)進行粘貼焊接。為此，焊頭機構(gòu)屬于兩自由度的傳動機構(gòu)，需要精確、平穩(wěn)地往返于拾片和粘片兩個位置，完成拾取晶片、傳送晶片、粘焊晶片等動作。其中，拾取和粘焊晶片所必需的直線傳動行程很小，可以小于1～3mm，傳送晶片的行程卻很大，而且隨著晶園直徑日益增大(已達12英寸，即250mm或以上)而不斷增大。因此，目前的大晶園粘片機中，晶園布置在載體的下方，以便大晶園可從載體下方通過，減小晶片傳送距離，但是，目前市場上常用的多種焊頭機構(gòu)，均需要大行程(相對拾片和粘片所需直線行程來說)直線傳動機構(gòu)(如導軌、絲桿、氣動軸承等)，因此，焊頭在高速往返狀態(tài)下，磨損大、壽命短、制造和維護成本高；同時，由于焊頭是兩自由度傳動機構(gòu)，一般采用兩個電機(步進電機或伺服電機)驅(qū)動，其中，有一個電機安裝在另一個電機驅(qū)動的機構(gòu)上，該移動電機的質(zhì)量占整個焊頭運動質(zhì)量的比例很大，因而焊頭的運動慣量較大，解決此問題的有效途徑是設(shè)計一種焊頭機構(gòu)，使兩個驅(qū)動電機都安裝在固定不動的機架上、同時又能實現(xiàn)兩自由度獨立傳動。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服大晶園焊頭裝置存在大行程直線傳動機構(gòu)、運動慣量大的缺點，本實用新型目的是提供一種沒有上述缺點的焊頭機構(gòu)，該機構(gòu)采用傾斜平面的擺動機構(gòu)和空間凸輪機構(gòu)傳動，只需要滾動軸承，無需大行程直線傳動機構(gòu)，而且兩個驅(qū)動電機都固定安裝在機架上，移動質(zhì)量輕。
本實用新型主要技術(shù)方案是平行四邊形的四連桿擺臂機構(gòu)ABDE布置在傾斜平面上，通過曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動擺臂機構(gòu)，控制吸頭在拾片位置和粘片位置之間平行移動，實現(xiàn)晶片的傳送動作；在四連桿擺臂機構(gòu)上布置的平行四邊形的四連桿吸頭機構(gòu)CDEF和空間凸輪，控制吸頭相對平移梁的移動，實現(xiàn)晶片的拾取和粘焊動作。
上述平行四邊形的四連桿擺臂機構(gòu)的兩個擺動極限位置對應拾片位置和粘片位置。
上述四連桿擺臂機構(gòu)ABDE和四連桿吸頭機構(gòu)CDEF的轉(zhuǎn)動軸線A、B、C、D、E、F是平行的。
上述四連桿擺臂機構(gòu)ABDE和四連桿吸頭機構(gòu)CDEF的共用轉(zhuǎn)動軸線D、E可以拆開不共用。
本實用新型的有益效果是，本方案中擺臂機構(gòu)在傾斜平面內(nèi)擺動實現(xiàn)晶片傳送，沒有大行程直線傳動機構(gòu)，磨損小，壽命長，成本低；擺臂的兩個極限位置設(shè)定為拾片位置和粘片位置，提高了拾放晶片的定位靜態(tài)精度；吸頭電機固定在機架上，通過吸頭連桿機構(gòu)和空間凸輪完成晶片拾取和粘焊動作，減輕了運動質(zhì)量，有利于提高焊頭往返速度和改善動態(tài)性能。


本實用新型如附圖所示圖1為焊頭運動機構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A向圖。
圖中，1晶片 2吸頭 3彈簧 4空間凸輪 5平移梁6傾斜平面 7水平面 8晶園 9載體 10吸頭電機11機架 12擺臂電機 13曲柄 14連桿A、B、C、D、E、F鉸軸
具體實施方式
在附圖中，實線表示焊頭機構(gòu)處于拾片(PICK)位置，雙點劃線表示粘片(BOND)位置。承載晶片的晶園8可以穿越載體9，兩者在垂直方向的高度差Z為60mm，水平方向行程Y為100mm；平行四邊形的擺臂機構(gòu)ABDE布置在傾斜平面內(nèi)，擺臂電機通過曲柄連桿機構(gòu)推動擺臂擺動，吸頭、凸輪隨著平移梁一起在PICK和BOND之間平移，實現(xiàn)晶片傳送；吸頭電機通過吸頭連桿機構(gòu)CDEF和凸輪，帶動吸頭相對平移梁上下移動，實現(xiàn)晶片拾取和晶片粘焊；在此方案中，吸頭電機固定在機架上，只有平行四邊形的四連桿機構(gòu)CDEF和凸輪是安裝在擺臂機構(gòu)ABDE上，擺臂機構(gòu)ABDE的擺動不會使吸頭相對平移梁產(chǎn)生位移，只有吸頭電機轉(zhuǎn)動時，才能使連桿EF帶動凸輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動吸頭相對平移梁上下移動。
焊頭機構(gòu)的工作順序主要包括拾取晶片、傳送晶片、粘焊晶片等步驟。第一步，擺臂電機驅(qū)動擺臂機構(gòu)來到拾片位置(PICK)后，吸頭電機驅(qū)動連桿EF轉(zhuǎn)動，通過FC推動凸輪轉(zhuǎn)動，壓下吸頭，吸取晶片，然后吸頭電機反轉(zhuǎn)，在彈簧3作用下，吸頭上移，完成晶片拾取動作；第二步，擺臂電機通過曲柄連桿機構(gòu)，推動ABDE擺動到粘片位置(BOND)，完成晶片傳送動作，在此過程中，晶片隨平移梁在傾斜平面內(nèi)平行移動，實現(xiàn)了水平方向位移Y和垂直方向位移Z，無需直線傳動機構(gòu)；第三步，吸頭電機M2轉(zhuǎn)動，壓下吸頭，將晶片粘焊在基體上，然后吸頭電機反轉(zhuǎn)，吸頭上移，完成晶片粘焊動作；第四步，擺臂電機反轉(zhuǎn)，使吸頭擺回到吸片位置，為下一循環(huán)作準備。
權(quán)利要求1.一種傾斜平面內(nèi)擺動平移式的粘片機焊頭機構(gòu)，其特征是平行四邊形的四連桿擺臂機構(gòu)(ABDE)布置在傾斜平面上，通過曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動擺臂機構(gòu)，控制吸頭在拾片位置和粘片位置之間平行移動，實現(xiàn)晶片的傳送動作；在四連桿擺臂機構(gòu)上布置的平行四邊形的四連桿吸頭機構(gòu)(CDEF)和空間凸輪，控制吸頭相對平移梁的移動，實現(xiàn)晶片的拾取和粘焊動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜平面內(nèi)擺動平移式的粘片機焊頭機構(gòu)，其特征是上述平行四邊形的四連桿擺臂機構(gòu)的兩個擺動極限位置對應拾片位置和粘片位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜平面內(nèi)擺動平移式的粘片機焊頭機構(gòu)，其特征是上述四連桿擺臂機構(gòu)(ABDE)和四連桿吸頭機構(gòu)(CDEF)的轉(zhuǎn)動軸線(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)是平行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾斜平面內(nèi)擺動平移式的粘片機焊頭機構(gòu)，其特征是上述四連桿擺臂機構(gòu)(ABDE)和四連桿吸頭機構(gòu)(CDEF)的共用轉(zhuǎn)動軸線(D)、(E)可以拆開不共用。
專利摘要本實用新型公開了一種在傾斜平面內(nèi)擺動平移式的粘片機焊頭機構(gòu)，在拾片位置和粘片位置所決定的傾斜平面內(nèi)，布置平行四邊形的擺臂機構(gòu)，固定在機架上的擺臂電機通過曲柄連桿驅(qū)動該擺臂機構(gòu)，使吸頭保持平行移動，實現(xiàn)傳送晶片的動作；擺動的兩個極限位置，就是焊頭所需的拾片和粘片位置；吸頭電機固定在機架上，通過平行四邊形的吸頭連桿機構(gòu)和空間凸輪，使吸頭相對平移梁上下移動，完成拾取晶片和粘焊晶片的動作；該焊頭機構(gòu)沒有大行程直線傳動機構(gòu)，兩個電機都不移動，特別適合高速、大尺寸晶圓的粘片機使用。
文檔編號B25J9/00GK2675356SQ200320119229
公開日2005年2月2日 申請日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者吳小洪, 李克天, 王曉初, 陳新, 溫兆麟 申請人:廣東工業(yè)大學