专利名称：超声波焊线装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体芯片与其框架间用于传导电流的引线的焊接设备，特别是超声波自动焊线装置。
背景技术：
现有的用于半导体芯片与其框架间的引线的焊接设备，有手工操作和计算机控制焊接两类。手工操作焊线机在焊接时操作人员用显微镜来目测定位，手工调整焊头与焊件进行焊接，不仅效率低，劳动强度大，而且长期工作有损视力，影响身体健康。为了克服手工操作焊线机的缺点，有人发明了具有电子控制定位系统的自动超声波焊线机，利用设有可调焦的光学镜片组和摄像头的定位系统进行自动定位，解决了用眼睛目测定位的不足。但在焊接时仍需手工操作移动焊头或工作台，其定位精度和焊接速度有限，劳动强度仍较大。用计算机控制的超声波焊线机可从送料到收料自动控制定位和焊接过程实现全自动焊接，焊接速度和质量大大提高，操作人员的劳动强度大大降低。但是由于采用专用计算机来控制定位和焊接，价格相当昂贵，生产成本也高。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种超声波焊线装置，该装置采用微型计算机控制进行自动定位和自动焊接，其焊头系统可在三维方向移动，定位系统可在水平方向和前后方向移动，使定位和焊接准确快捷。
本实用新型的技术解决方案是，超声波焊线装置用微型计算机对从送料到收料的焊接全过程进行控制，其定位系统可在水平方向和前后方向移动，其焊头系统可在水平方向、前后方向和垂直方向移动，在其支座的台面上的位于焊接工作台两侧分别设有可在水平方向移动的送片工作台和收片工作台。
以上所述的送片工作台和收片工作台上可分别设有拨片机构。
本实用新型的焊头系统可以固定在在由步进电机驱动的设有滚动导轨的可在垂直方向移动的滑块上。
本实用新型的送片工作台的一侧可以设有送料装置，在收片工作台的一侧设有收料装置。
以上所述的送料装置和收料装置可以设有推盒气缸和夹盒气缸。
本实用新型的送料装置的一侧可设有推片机构。
本实用新型的工作原理是，超声波焊线装置焊接的上一道工序将芯片粘贴在框架上，并存放在片盒中，由操作人员将存放有已粘贴芯片的框架的片盒放置在该焊线装置的进料端的送料装置上。在微型计算机的控制下，经光电检测，推片机构利用气缸或直流电机驱动将片盒内待焊接的粘贴有芯片的框架推入送片工作台上。送片工作台由步进电机通过滚珠丝杆驱动而移动到焊接工作台左端，再由送片工作台上的拔片机构将粘贴有芯片的框架先快速后慢速拔动到焊接工作台的夹具位置，由焊接工作台上的夹具将其夹住。定位系统对该粘贴有芯片的框架进行图像采集和定位，焊头系统根据微型计算机的指令分别在水平方向、前后方向移动到达焊接位置，由固定在可垂直移动的滑块上的焊头进行焊接。焊接完成后，收片工作台由步进电机通过滚珠丝杆驱动而移动到焊接工作台右端，由收片工作台上的拔片机构先慢速后快速拔动，将已焊接好的粘贴有芯片的框架拔动到放置在收料装置上的空片盒中。当送料装置上的片盒内的粘贴有芯片的框架用完后，由操作人员将空片盒移开，并将另一装有粘贴芯片的框架的片盒放置到送料装置上。当收料装置上的片盒中装满已焊接好的粘贴有芯片的框架后，由操作人员将该片盒移开并在收料装置上放置另一空片盒。
本实用新型的优点是超声波焊线装置利用微型计算机控制定位和焊接，用机器视觉代替人眼，用机械传动代替手工操作，定位准确，焊接质量高，焊接效率高，劳动强度低，并且有利于操作人员的身体健康，而且制造成本低。
图1为本实用新型的构造示意图；图2为本实用新型的自动控制原理方框图。
具体实施方式
根据图1所示，本实用新型的支座19上设有台面10，在台面10上设有由步进电机通过滚珠丝杆驱动的可沿水平方向移动的滑台12，由步进电机通过滚珠丝杆驱动的可沿前后方向移动的滑台13，可沿上下方向移动的滑块14。其中，滑块13活动的安装在滑台12上，滑块14活动的安装在滑台13上。滑块14上设有行程轴承，由步进电机驱动其上下移动。焊头系统15固定安装在滑块14上，设有显微镜和摄像头的定位系统16固定安装在滑台13上。在支架18的左上方安装有显示器11，支架18的右上方安装有控制调节面板17。台面10的左侧设有推片机构1，该机构由基座和气缸组成，也可由基座和直流电机组成，由微型计算机控制用以将片盒3内的粘贴有芯片的框架从片盒3中推出。推片机构1的右侧是送料装置2，由推盒气缸、夹盒气缸、步进电机和滚珠丝杆组成，用以放置在其上端的片盒3，送料装置2可以升、降。根据焊接产品的不同，送料装置2可立式安装，也可卧式安装。送料装置2的右侧设有送片工作台4，该工作台设有滚动导轨，由步进电机通过滚珠丝杆驱动。该工作台上设有拔片机构5，由微型计算机控制电磁铁来定位，且由另两个电磁铁来实现快速拔片与慢速拔片。根据焊接产品的不同，该机构可为立式安装也可卧式安装。送片工作台4的右侧是焊接工作台6，该工作台设有电磁夹具7。焊接工作台6的右侧是收片工作台8，该工作台设有滚动导轨，由步进电机通过滚珠丝杆驱动。该工作台上设有拔片机构5，由微型计算机控制两个电磁铁分别实现慢速拔片与快速拔片。收片工作台8的右侧是收料装置9，该装置由推盒气缸、夹盒气缸、滚珠丝杆、步进电机组成，用以放置在其上端的空的片盒3。根据焊接产品不同，收料装置9可立式安装也可卧式安装。
根据图2所示，本实用新型的定位系统16将焊接工作台6上的焊接件的定位信号通过图像采集器21进行信号转换后输入微型计算机20，经过数据处理后输出控制命令给运动控制器22。运动控制器22通过8个驱动器2301～2308，分别控制8个步进电机2401～2408。运动控制器22通过I/O控制接口28一方面分别控制6个电磁铁2501～2506工作，其中送片工作台4上有3个，1个用于控制定位，1个用于控制慢速拔片，1个用于控制快速拔片；焊接工作台6上有1个，用于控制定位和夹具；收片工作台8上有2个，分别用于控制慢速拔片和快速拔片。另一方面分别控制5个气缸控制开关2701～2705，其中推片机构1上有个，送料装置2上有2个，收料装置9上有2个。同时运动控制器22还通过I/O控制接口28，接受光电开关2601～2616输入限定和检测的信息，提供给微型计算机20进行处理。其中用于金丝线或者铝丝线松紧程度检测的1个，送料装置2上有3个，收料装置9上有2个，送片工作台4和收片工作台8上各有3个，水平方向移动滑台12和前后方向移动滑台13上各有2个。
权利要求1.超声波焊线装置，包括支座，设在支座的台面上的焊接工作台，设在焊接工作台上的夹具，对焊接过程进行控制的计算机，焊头系统，设有显微镜和摄像头的定位系统，所述焊头系统和定位系统位于焊接工作台的中央上方，焊头系统可在水平方向和垂直方向移动，其特征是还包括设在支座的台面上的分别位于焊接工作台两侧的可在水平方向移动的送片工作台和收片工作台，所述计算机为微型计算机，焊头系统还可在前后方向移动，定位系统可在水平方向和前后方向移动。
2.根据权利要求1所述的超声波焊线装置，其特征是送片工作台和收片工作台上分别设有拨片机构。
3.根据权利要求1所述的超声波焊线装置，其特征是焊头系统固定在由步进电机驱动的设有滚动导轨的可在垂直方向移动的滑块上。
4.根据权利要求1或2所述的超声波焊线装置，其特征是在送片工作台的一侧设有送料装置，在收片工作台的一侧设有收料装置。
5.根据权利要求4所述的超声波焊线装置，其特征是送料装置和收料装置分别设有推盒气缸和夹盒气缸。
6.根据权利要求4所述的超声波焊线装置，其特征是送料装置的一侧设有推片机构。
专利摘要本实用新型涉及超声波焊线装置，属半导体器材焊接设备。它公开了该超声波焊线装置由微型计算机对焊接过程进行自动控制，其支座的台面上的位于焊接工作台两侧分别设有可在水平方向移动的送片工作台和收片工作台，其焊头系统可在三维方向移动，其定位系统可在水平方向和前后方向移动。本实用新型采用微型计算机对焊接过程进行自动控制，用机器视觉代替人眼，用机械传动代替手工操作，其定位准确，焊接质量高，可大大提高劳动效率，减轻劳动强度，并且有利于操作人员的身体健康，而且制造成本低。
文档编号B23K37/04GK2882878SQ20062005589
公开日2007年3月28日 申请日期2006年3月9日 优先权日2006年3月9日
发明者沈运德 申请人:周旭正