一种真空吸附式倒装芯片翻转机械手的制作方法

本发明涉及一种机械手，特别是涉及一种真空吸附式倒装芯片翻转机械手。

背景技术：

在芯片倒装封装之前，已制好凸点的芯片呈阵列胶合在母带上(凸点朝上)，并被辊轮卷起，以便于封装时释放铺展，满足高效率地拾取芯片的需求。在倒装时，需先从展开的母带上拾取芯片，再翻转过来，使凸点向下贴在衬垫或电路板上的指定位置。在这个过程中，芯片必须实现一次翻转，才能完成倒装贴片的任务。由于芯片微小、轻薄、易碎、易粘附，常规的夹持型翻转和拾取机构难以胜任芯片翻转任务。

技术实现要素：

一种真空吸附式倒装芯片翻转机械手，该翻转机械手工作可靠，并有效地提高了贴装效率。解决了利用常规翻转机构实现芯片翻转不能胜任的问题。相比于常用的真空吸附芯片翻转机械手，该机械手明显提高了倒装芯片的效率。

本发明所采用的技术方案是：

所述翻转机械手在转轮圆周上均匀分布有真空吸头(吸头个数一般为6个左右，可根据需要设计)，吸头可以沿圆周滑移并锁死以与母带上芯片间的距离匹配。每个吸头采用可伸缩结构，内置弹簧，以免吸附芯片时吸头与芯片距离调整不当对芯片造成较大的冲击力。

工作时，处在位置E处吸头吸取处于其正下方母带上的芯片，在吸取的同时，需要利用另一针形机构从侧面进人芯片与母带之间争隙，辅助使芯片与母带脱离。随着转轮转动，E吸嘴带着所吸芯片远离母带，下一吸嘴D进入吸附位置，如此循环，母带上的芯片被连续吸取。在旋转到A或者B位置(视具体周边辅助设备参数而定)时，为避免芯片与吸嘴之间由于材料特性引起的粘附力(范德华力)，将对应位置的吸附头内压力切换为一定幅值的正压，使其上的芯片脱离吸附头并落在运送器上(如水平回转平台等)，供另一独立的贴装吸附头吸取、调整位姿并贴到衬垫或电路板的指定位置。在芯片落到运送器上时，芯片凸点已经朝下，完成了芯片的翻转功能。由于该机械手是连续地把芯片从母带上取出并翻转，因而可以利用多贴片头并行地进行贴片。

所述机械手的气动系统主要为吸附芯片时的吸附头提供负压及释放芯片时较低的正压，要求每个吸附头可以独立控制，因而为每个吸附头设置了独立的控制阀。同样，由于芯片具有微小易碎的特点，吸取时要求压力稳定，在回路中进行了两级调压，包括一级减压和二级比例调压。为避免吸附头扩展后流量不足以及阀4,5,6切换时信号响应的迟滞性对系统工作效率的影响，在正压和负压回路各使用1个气罐，既可弥补上述3个阀的反应灵敏度带来的影响，也可进一步起到对系统稳压的作用。

本发明的有益效果是：该翻转机械手工作可靠，并有效地提高了贴装效率。解决了利用常规翻转机构实现芯片翻转不能胜任的问题。相比于常用的真空吸附芯片翻转机械手，该机械手明显提高了倒装芯片的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的翻转机械手结构示意图。

图2是本发明的翻转机械手气动系统。

图中：1-3.吸附头；4-6.电磁换向阀；7.消声器；8.真空发生器；9,10.气峪；11,12.比例电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，翻转机械手在转轮圆周上均匀分布有真空吸头(吸头个数一般为6个左右，可根据需要设计)，吸头可以沿圆周滑移并锁死以与母带上芯片间的距离匹配。每个吸头采用可伸缩结构，内置弹簧，以免吸附芯片时吸头与芯片距离调整不当对芯片造成较大的冲击力。

工作时，处在位置E处吸头吸取处于其正下方母带上的芯片，在吸取的同时，需要利用另一针形机构从侧面进人芯片与母带之间争隙，辅助使芯片与母带脱离。随着转轮转动，E吸嘴带着所吸芯片远离母带，下一吸嘴D进入吸附位置，如此循环，母带上的芯片被连续吸取。在旋转到A或者B位置(视具体周边辅助设备参数而定)时，为避免芯片与吸嘴之间由于材料特性引起的粘附力(范德华力)，将对应位置的吸附头内压力切换为一定幅值的正压，使其上的芯片脱离吸附头并落在运送器上(如水平回转平台等)，供另一独立的贴装吸附头吸取、调整位姿并贴到衬垫或电路板的指定位置。在芯片落到运送器上时，芯片凸点已经朝下，完成了芯片的翻转功能。由于该机械手是连续地把芯片从母带上取出并翻转，因而可以利用多贴片头并行地进行贴片。

如图2，机械手的气动系统主要为吸附芯片时的吸附头提供负压及释放芯片时较低的正压，要求每个吸附头可以独立控制，因而为每个吸附头设置了独立的控制阀。同样，由于芯片具有微小易碎的特点，吸取时要求压力稳定，在回路中进行了两级调压，包括一级减压和二级比例调压。为避免吸附头扩展后流量不足以及阀4,5,6切换时信号响应的迟滞性对系统工作效率的影响，在正压和负压回路各使用1个气罐，既可弥补上述3个阀的反应灵敏度带来的影响，也可进一步起到对系统稳压的作用。