一种引线楔焊微小力输出机构的工作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种微小力输出的音圈压力输出机构，特别涉及一种针对全自动引线键合设备的基于音圈电机的微小力输出机构的工作方法。
【背景技术】
[0002]全自动引线楔焊键合机是利用加压、加热、超声的方式，用金丝作为互连介质，完成芯片与基板之间的引线键合的，以实现其电气互连的功能。在引线键合过程中，键合微小力的精确控制和输出是获得良好键合效果的重要保证，压力偏大可能会造成芯片损伤，压力偏小会使焊点强度达不到要求。目前，引线键合工艺大多是手动设备，采用的是气缸和弹簧配合的双力调节机制做为微小力输出执行机构，气缸压力调节容易滞后，难以满足高速引线键合工艺，普通弹簧加压方式存在输出压力稳定性差且不易控制和调节的缺陷，使微小力的控制和输出精度受限。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种引线楔焊微小力输出机构的工作方法，解决了在引线楔焊中存在的微小力输出稳定性差和控制调节难的技术问题。
[0004]本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的:
一种引线楔焊微小力输出机构，包括微小力执行机构安装板、音圈电机、工业控制机和引线键合超声换能器，在引线键合超声换能器的右端设置有压电陶瓷，在引线键合超声换能器的左端连接有劈刀，在弹性变形矩形块上设置有上下垂直方向上的音圈电机通过孔，在弹性变形矩形块的左端设置有左螺纹孔，在弹性变形矩形块的右端设置有右螺纹孔，音圈电机定子是倒置地固定吊接在微小力执行机构安装板的下端面上的，左连接螺栓通过弹性变形矩形块的左端设置的左螺纹孔将弹性变形矩形块的左端与微小力执行机构安装板连接在一起，弹性变形矩形块的右端通过右螺纹孔中的右连接螺栓与换能器安装套固定连接在一起，在换能器安装套中设置有引线键合超声换能器，在弹性变形矩形块上设置的音圈电机通过孔中设置有音圈电机定子，音圈电机动子的顶端面与换能器安装套的顶端面顶接在一起，在换能器安装套的右端设置有位置测量龙门架，位置测量龙门架是通过龙门架连接螺栓与换能器安装套固定连接在一起的，在位置测量龙门架的顶梁下方的微小力执行机构安装板上设置有位置传感器，压电陶瓷、音圈电机和位置传感器分别与工业控制机电连接在一起。
[0005]在由铍青铜材料制成的弹性变形矩形块中设置有前后水平方向上的工字型凹槽通孔。
[0006]—种引线楔焊微小力输出机构的工作方法，包括以下步骤:
第一步、在由铍青铜材料制成的弹性变形矩形块中设置水平方向的工字型凹槽通孔，在弹性变形矩形块上设置沿上下垂直方向的音圈电机通过孔，在弹性变形矩形块的左端设置左螺纹孔，在弹性变形矩形块的右端设置右螺纹孔，音圈电机定子倒置固定吊接在微小力执行机构安装板的下端面上，左连接螺栓通过弹性变形矩形块的左端设置的左螺纹孔将弹性变形矩形块的左端与微小力执行机构安装板的下端面连接，弹性变形矩形块的右端通过右螺纹孔中的螺栓与换能器安装套固定连接，在换能器安装套中设置有引线键合超声换能器，在弹性变形矩形块上设置的沿上下垂直方向的音圈电机通过孔中设置有音圈电机定子，音圈电机动子的顶端面与换能器安装套的顶端面顶接在一起，在换能器安装套的右侧设置有位置测量龙门架，位置测量龙门架是通过龙门架连接螺栓与换能器安装套固定连接在一起，在位置测量龙门架的顶梁下方的微小力执行机构安装板上设置有位置传感器，压电陶瓷、音圈电机和位置传感器分别与工控机电连接；
第二步、工控机向音圈电机发出启动指令，音圈电机动子向下伸出，带动换能器安装套向下运动，动换能器安装套带动弹性变形矩形块的右端向下运动，使弹性变形矩形块中的工字型槽产生变形，弹性变形矩形块对换能器安装套产生一个向上的牵引力，与换能器安装套受到音圈电机动子向下的压力达到平衡，实现了微小力的精确稳定输出；
第三步、在换能器安装套向下运动同时，位置传感器测得位置测量龙门架的向下位移量并传送给工控机，若该位移量超过预先设定的阈值，则工控机发出报警信号。
[0007]本发明使用铍青铜材料的弹性变形矩形块即板簧，提高了劈刀的弹性性能和稳定性，采用的具有无限分辨率的音圈电机使引线楔焊微小力输出范围控制在5-150克力，压力控制分辨率±3克力，并且在整个压力行程内，压力控制稳定可靠，重复性好。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明弹性变形矩形块2的结构示意图；
图3是本发明在弹性变形矩形块2变形前的结构原理示意图；
图4是本发明在弹性变形矩形块2变形后的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本发明进行详细说明:
一种引线楔焊微小力输出机构，包括微小力执行机构安装板1、音圈电机、工业控制机和引线键合超声换能器，在引线键合超声换能器的右端设置有压电陶瓷10，在引线键合超声换能器的左端连接有劈刀11，在弹性变形矩形块2上设置有上下垂直方向上的音圈电机通过孔3，在弹性变形矩形块2的左端设置有左螺纹孔4，在弹性变形矩形块2的右端设置有右螺纹孔5，音圈电机定子6是倒置地固定吊接在微小力执行机构安装板I的下端面上的，左连接螺栓通过弹性变形矩形块2的左端设置的左螺纹孔4将弹性变形矩形块2的左端与微小力执行机构安装板I连接在一起，弹性变形矩形块2的右端通过右螺纹孔5中的右连接螺栓与换能器安装套9固定连接在一起，在换能器安装套9中设置有引线键合超声换能器，在弹性变形矩形块2上设置的音圈电机通过孔3中设置有音圈电机定子6，音圈电机动子7的顶端面与换能器安装套9的顶端面顶接在一起，在换能器安装套9的右端设置有位置测量龙门架13，位置测量龙门架13是通过龙门架连接螺栓12与换能器安装套9固定连接在一起的，在位置测量龙门架13的顶梁下方的微小力执行机构安装板I上设置有位置传感器8，压电陶瓷1、音圈电机和位置传感器8分别与工业控制机电连接在一起。
[0010]在由铍青铜材料制成的弹性变形矩形块2中设置有前后水平方向上的工字型凹槽通孔14。
[0011]本发明的音圈电机在工控机的控制下，音圈电机的动子向下运动，通过顶接换能器安装套9，带动引线键合超声换能器向下运动，使劈刀11完成焊接动作。在换能器安装套9向下运动过程中，换能器安装套9牵引弹性变形矩形块2的右端向下运动，使弹性变形矩形块2中的工字型槽14产生变形，导致弹性变形矩形块2对换能器安装套9产生向上的牵引力，实现了微小压力的稳定输出；同时换能器安装套9向下运动带动位置测量龙门架13向下运动，位置传感器8测得位置测量龙门架13向下的位移量并传送给工控机，工控机通过判断位移量的大小以实现控制和报警，采用弹性变形矩形块2加音圈电机的设计方案，把音圈电机设计在测力的最前端，减少力的传递环节。