专利名称：一种支架式led邦定设备上的xy工作台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及焊接支架式发光二极管上金线的封装设备领域，更具体的说，改 进涉及的是一种支架式LED邦定设备上的XY工作台。
背景技术：
邦定(bonding，意译为“芯片打线”)是芯片生产工艺中一种打线的方式，一般用 于封装前将芯片的内部电路用金线或铝线与封装管脚或线路板的镀金铜箔连接，利用来自 超声波发生器的超声波(一般为40-140KHZ)，再经换能器产生高频振动，通过变幅杆传送 到劈刀，当劈刀与引线及被焊件接触时，在压力和振动的作用下，待焊金属表面相互摩擦， 氧化膜被破坏，并发生塑性变形，致使两个纯净的金属面紧密接触，达到原子距离的结合， 并最终形成牢固的机械连接。但是，对于支架式LED (Light Emitting Diode，发光二极管，简称LED)来说，如附 图1所示，要在由单排单列共20个支架式的LED连接而成的LED支架100上进行邦定，该 LED支架100的移动速度及其加速度就成为提高支架式LED邦定设备(如金线机等)工作 效率的主要瓶颈，其中一个原因是，现有的支架式LED金线机工作台的X方向行程较短，只 有约70mm左右，远不能满足一次邦定一排20个支架式LED的支架100长度(超过150mm) 要求，单片LED支架100需要分三次的移动和装夹，由此就降低了邦定的速度；另一个原因 是，现有的支架式LED金线机采用了旋转式的伺服电机或步进电机加上丝杠及其螺母作为 驱动传动机构，工作台的响应速度有延迟，加速度小，难以满足要求。因此，现有技术尚有待改进和发展。
实用新型内容本实用新型的目在于，提供一种支架式LED邦定设备上的XY工作台，既可加长支 架式LED金线机工作台的X方向行程，又可加大其工作台的加速度，缩短响应速度的延迟， 从而最终能大大提高支架式金线机的工作效率。本实用新型的技术方案如下—种支架式LED邦定设备上的XY工作台，用于带动其上的邦头组件焊接支架式 LED的金线；该XY工作台的驱动电机设置为直线电机；其中，X方向设置两个第一直线电 机，分别位于X方向导轨组件的两侧；Y方向设置一个第二直线电机，位于Y方向导轨组件 的一端，且设置在两个第一直线电机中的一个之上。所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其中所述第一直线电机的上下磁极对 沿X方向成列设置，并在Y方向设置为一排。所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其中所述第二直线电机的上下磁极对 沿X方向成列设置，并在Y方向设置为两排。所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其中所述第一直线电机的线圈之推力 位置与所述X方向导轨组件位于同一高度。[0011]所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其中所述第二直线电机的线圈之推力 位置与所述Y方向导轨组件位于同一高度。所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其中所述XY工作台X方向上的导轨组 件设置为交叉磙子导轨组件。所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其中所述XY工作台Y方向上的导轨组 件设置为交叉磙子导轨组件。所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其中在所述XY工作台上设置有检测其 X方向移动距离的光尺及其读头组件，且位于所述邦头组件下方的第一直线电机上。所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其中在所述XY工作台上设置有检测其 Y方向移动距离的光尺及其读头组件，且位于所述Y方向导轨组件上。本实用新型所提供的一种支架式LED邦定设备上的XY工作台，由于采用了平移式 的直线电机作为其XY工作台的驱动电机，其多列排布的磁极对加长了支架式LED金线机工 作台的X方向行程；同时利用直线电机响应速度快、延迟短，以及驱动力大、加速度高的特 点，从而加快了支架式LED金线机工作台的响应速度和加速度；尤其是在X方向上采用了设 置在X方向导轨组件两侧的双电机驱动，消除了 X-Y平面的惯性力偶，由此使工作台获得了 充足的动力输出，也消除了因单边驱动所产生的力矩，从而大大提高了支架式金线机的工 作效率。
图1是现有技术中一种支架式LED支架的平面放大图；图2是本实用新型支架式LED邦定设备XY工作台的立体图；图3是本实用新型支架式LED邦定设备XY工作台的俯视图；图4是本实用新型支架式LED邦定设备XY工作台的左视图；图5是本实用新型支架式LED邦定设备XY工作台的主视图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式
和实施例加以详细说明。以由单排单列共20个支架式的LED连接而成的LED支架100为例，本实用新型一 种支架式LED邦定设备上的XY工作台，其具体实施方式
之一，该XY工作台的驱动电机选择 推力大，加速度高的直线电机；如附图2所示，其中，X方向上设置两个第一直线电机210，分 别位于X方向导轨组件230的两侧，且平行X方向导轨组件230设置；Y方向上设置一个第 二直线电机220，位于在Y方向导轨组件240的一端，且垂直Y方向导轨组件240设置，所述 第二直线电机220可位于两个第一直线电机210中的一个之上。优选的，如附图2所示，两个第一直线电机210分别位于所述XY工作台的前面和 后面，每一第一直线电机210的上下磁极对211均沿X方向成列排列，例如，所述第一直线 电机210的上下磁极对211呈三列以上的一排设置等；所述第二直线电机220位于所述XY 工作台的后面，所述第二直线电机220的上下磁极对221沿X方向成列排列，例如，所述第 二直线电机220的上下磁极对221呈三列以上的两排设置等。优选的，如附图4所示，两个第一直线电机210的线圈212相对所述X方向导轨组件230的中轴线对称设置，能更好地消除单边驱动所产生的力矩。如附图3所示，相对于焊接支架式LED的邦头组件250而言，对称设置的两个第一 直线电机210分别位于所述邦头组件250的前面和后面，所述第二直线电机220位于所述 邦头组件250的后面；如附图2所示，所述第二直线电机220的线圈222既可沿Y方向来回 移动，也可随所述第一直线电机210的线圈212—起沿X方向来回移动；但是，两个第一直 线电机210的线圈212并不随所述第二直线电机220的线圈222 —起沿Y方向来回移动。如附图5和3所示，由于LED支架100仅在X方向上具有较长的尺寸，而在Y方向 上的尺寸较窄，换言之，所述XY工作台需要在X方向上来回移动的距离较大，而在Y方向上 来回移动的距离较小；所以，如附图2所示，所述第二直线电机220的上下磁极对221沿X 方向排列多列设置，例如三列以上设置等，以保证所述第二直线电机220的线圈222在随所 述第一直线电机210的线圈212 —起沿X方向来回移动的较大距离中，仍可沿Y方向来回 移动；而且，所述第二直线电机220的上下磁极对221在Y方向上至少设置两排，用于保证 所述XY工作台在Y方向上能来回移动，所述XY工作台沿Y方向移动的距离通过所述第二 直线电机220上下磁极对221的宽度(即Y方向上的尺寸)保证。将支架式LED邦定设备上的第二直线电机220的上下磁极对221，对与SMD类LED 邦定设备上的第二直线电机的上下磁极对相比，后者的长度(即X方向上的尺寸)更长，如 此才能包容其线圈在X方向上的移动距离；而前者沿Y方向只要设置有换向的磁极对，就可 保证其XY工作台在Y方向上来回移动，移动的距离则由前者的宽度(即Y方向上的尺寸) 来适配支架式LED支架100较窄的宽度。较好的是，如附图2所示，因所述第一直线电机210的线圈212仅沿X方向来回移 动，并不用沿Y方向移动，故所述第一直线电机210的上下磁极对211沿X方向呈一排设置。进一步地，如附图4所示，所述第一直线电机210的推力点位置与所述X方向导轨 组件230位于同一高度，以减小所述X方向导轨组件230产生的摩擦力偶；所述第二直线电 机220的推力点位置与所述Y方向导轨组件240位于同一高度，以减小所述Y方向导轨组 件240产生的摩擦力偶；根据达朗伯原理，惯性力的大小等于电机的推力，即主动力，该惯 性力方向与主动力相反，由惯性力引起的惯性力偶除了与惯性力本身的大小有关，还与推 力点和质点的垂直距离有关，因此该设计的推力点尽可能靠近运动件的质心，可成比例的 减少惯性力偶；在运行过程中，导轨组件需克服惯性力偶和摩擦力偶，使工作台产生平动而 非转动；所以，所述第一直线电机210的推力点与所述X方向导轨组件230的运动质心尽可 能靠近，以及所述第二直线电机220的推力点与所述Y方向导轨组件MO的运动质心位于 同一水平面上，在直线电机推动工作台平动的过程中，避免了导轨组件产生摩擦力偶，从而 减小导轨组件的负载，减缓导轨组件磨损，也减少了工作台的有害振动，降低了误差，同时 也降低了工作台的控制难度。此外，所述X方向导轨组件230两侧的双电机式驱动，即两个所述第一直线电机 210的驱动，也消除了 X-Y平面的惯性力偶；而该双电机的推力点，与所述X方向导轨组件 230位于同一高度，或尽可能靠近所述X方向的运动质心也减小了 Y-Z平面的惯性力偶。为配合本实用新型XY工作台速度快，加速度高的工作特点，可在所述XY工作台 导向机构中采用交叉滚子导轨，作为其X方向导轨组件230和/或Y方向导轨组件MO ；所 述交叉滚子导轨也称交叉辊子导轨或交叉磙子导轨，相对可移动的导轨侧面均采用V型槽结构，该V型槽的两个槽面作为轨道面相互垂直设置，在其间设置圆柱状的磙子或辊子，所 述磙子的柱面与其中一导轨的下槽面和另一导轨的上槽面相接触，并在所述XY工作台移 动时形成滚动，需要注意的是，相邻两磙子的轴心线交叉设置，换句话说，如果第一个磙子 的上端面朝向其中一导轨的上槽面设置，则第二个磙子的上端面朝向另一导轨的上槽面设 置，以此类推；且所有磙子通过一保持架相互间隔设置；所述交叉滚子导轨与滚珠导轨相 比，在负载相同的情况下，前者具有更小体积，可装配在更狭窄的空间内；而且，前者在磨损 后还可进行调整以消除间隙，避免使导轨出现松动或晃动；可见，交叉磙手导轨更加适合来 回移动距离短但负载较大(如加速度较大)精度较高(千分之一毫米至万分之一毫米之 间)的场合使用。较好的是，为满足如此高精度的移动距离，本实用新型的XY的工作台采用分辨率 在0. 0002至0. 0005之间的光尺(或光栅尺)及其读头组件，作为检测其X方向和/或Y 方向移动距离的反馈；且所述光尺及其读头组件设置在靠近所述邦头组件250的末端，以 减小测量时产生的阿贝误差(ABBE，指的是因测量仪器的轴线与待测工件的轴线不再一条 直线上而产生的测量误差)；具体的说，如附图2所示，X方向的光尺及其读头组件270位于 所述邦头组件250下方的第一直线电机210上；Y方向的光尺及其读头组件260位于所述Y 方向导轨组件240上。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种支架式LED邦定设备上的XY工作台，用于带动其上的邦头组件焊接支架式LED 的金线；其特征在于该XY工作台的驱动电机设置为直线电机；其中，X方向设置两个第一 直线电机，分别位于X方向导轨组件的两侧；Y方向设置一个第二直线电机，位于Y方向导 轨组件的一端，且设置在两个第一直线电机中的一个之上。
2.根据权利要求1所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其特征在于所述第一直 线电机的上下磁极对沿X方向成列设置，并在Y方向设置为一排。
3.根据权利要求1所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其特征在于所述第二直 线电机的上下磁极对沿X方向成列设置，并在Y方向设置为两排。
4.根据权利要求1所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其特征在于所述第一直 线电机的推力点位置与所述X方向导轨组件位于同一高度。
5.根据权利要求1所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其特征在于所述第二直 线电机的推力点位置与所述Y方向导轨组件位于同一高度。
6.根据权利要求1所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其特征在于所述XY工 作台X方向上的导轨组件设置为交叉滚子导轨组件，导轨之间的滚子呈柱状，相邻两滚子 交叉排列。
7.根据权利要求1所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其特征在于所述XY工 作台Y方向上的导轨组件设置为交叉滚子导轨组件，导轨之间的滚子呈柱状，相邻两滚子 交叉排列。
8.根据权利要求1所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其特征在于在所述XY工 作台上设置有检测其X方向移动距离的光尺及其读头组件，且位于所述邦头组件下方的第 一直线电机上。
9.根据权利要求1所述支架式LED邦定设备上的XY工作台，其特征在于在所述XY工 作台上设置有检测其Y方向移动距离的光尺及其读头组件，且位于所述Y方向导轨组件上。
专利摘要本实用新型公开了一种支架式LED邦定设备上的XY工作台，用于带动其上的邦头组件焊接支架式LED的金线；XY工作台在X方向设置两个第一直线电机，分别位于X方向导轨组件的两侧；在Y方向设置一个第二直线电机，位于Y方向导轨组件的一端，且位于其中一个第一直线电机上。由于采用了直线电机，其多列排布的磁极对加长了工作台的X方向行程；同时利用直线电机响应速度快、延迟短，以及驱动力大、加速度高的特点，加快了工作台的响应速度和加速度；在X方向上采用了设置在X方向导轨组件两侧的双电机驱动，消除了X-Y平面的惯性力偶，使工作台获得了充足的动力输出，也消除了因单边驱动所产生的力矩，大大提高了支架式金线机的工作效率。
文档编号H01L33/00GK201927629SQ20102027904
公开日2011年8月10日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者李蔚然 申请人:深圳市翠涛自动化设备有限公司