一种高精度贴片机焊头机构的制作方法

1.本发明涉及集成电路封装技术领域。


背景技术：

2.高精度贴片机是集成电路封装过程中不可缺少的设备，主要用来完成封装过程中的装片步骤。装片就是把芯片装配到引线框架上去。焊头机构是贴片机最为关键的组件，作用就是把芯片从晶圆上取下，然后放置到引线框架上。焊头需要具备真空吸取的能力，旋转角度的能力，并且需要精准的控制接触芯片时的力的大小。
3.现有焊头结构主要分为2种，一种是无旋转功能的焊头，一种是有旋转功能的焊头。焊头的荷重控制要么是弹簧控制要么是音圈或气缸单一控制。其中有旋转功能的焊头因为其结构复杂，很难同时满足，精准力控制、高旋转精度以及高度位置精度。


技术实现要素：

4.为了解决现有贴片机焊头存在的上述问题，本发明提供了一种高精度贴片机焊头机构。
5.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种高精度贴片机焊头机构，固定架15前侧安装焊头基座5，焊头基座5上纵向安装回转轴承一体型滚珠花键1，回转轴承一体型滚珠花键1中心为中空滚珠花键轴22，中空滚珠花键轴22下端安装吸取头8，中空滚珠花键轴22上安装上安装滚珠花键侧同步带轮24；固定架15上安装旋转驱动电机11，旋转驱动电机11输出轴上安装电机侧同步带轮20，电机侧同步带轮20和滚珠花键侧同步带轮24之间设有同步带16；中空滚珠花键轴22上端连接真空进气块2，真空进气块2连接低摩擦气缸4；固定架15上安装音圈电机，音圈电机定子19固定于固定架15上，音圈电机动子12前侧设有连接件18，连接件18前侧安装导轨17，低摩擦气缸4位于连接件18上方；焊头基座5一侧与导轨17配合安装滑块3，连接件18连接下压力轴承13，中空滚珠花键轴22上设有固定环14，下压力轴承13前端位于固定环14上方。
6.所述中空滚珠花键轴22通过回转轴承21安装于焊头基座5上，中空滚珠花键轴22上安装滚珠花键轴套23。
7.所述中空滚珠花键轴22下端安中空的装吸取头杆6，吸取头杆6上安装磁铁7，吸取头杆6通过磁铁安装中空的吸取头8，吸取头8和吸取头杆6之间设有密封圈9。
8.所述低摩擦气缸4下侧与连接件18之间安装压缩弹簧25。
9.所述连接件18上安装光栅编码器10。
10.本发明的高精度贴片机焊头机构，同时满足了焊头精准力控制、高旋转精度以及高度位置的精确控制，对现有的贴片机焊头结构实现完美的替代，并且满足高精度贴片机对取放芯片的技术要求。
附图说明
11.图1是本发明高精度贴片机焊头机构主视图。
12.图2是本发明高精度贴片机焊头机构分解图。
13.图3是本发明高精度贴片机焊头机构立体图。
14.图4是本发明高精度贴片机焊头机构主视剖面结构图。
15.图5是本发明高精度贴片机焊头机构的回转轴承一体型滚珠花键结构图。
16.图中：1、回转轴承一体型滚珠花键，2、真空进气块，3、滑块，4、低摩擦气缸，5、焊头基座，6、吸取头杆，7、磁铁，8、吸取头，9、密封圈，10、光栅编码器，11、旋转驱动电机，12、音圈电机动子，13、下压力轴承，14、固定环，15、固定架，16、同步带，17、导轨，18、连接件，19、音圈电机定子，20、电机侧同步带轮，21、回转轴承，22、中空滚珠花键轴，23、滚珠花键轴套，24、滚珠花键侧同步带轮，25、压缩弹簧。
具体实施方式
17.本发明的高精度贴片机焊头机构如图1-4所示，固定架15前侧安装焊头基座5，焊头基座5上纵向安装回转轴承一体型滚珠花键1，回转轴承一体型滚珠花键1中心为中空滚珠花键轴22，如图5所示，中空滚珠花键轴22通过回转轴承21安装于焊头基座5上，中空滚珠花键轴22上安装滚珠花键轴套23。中空滚珠花键轴22下端安中空的装吸取头杆6，吸取头杆6上安装磁铁7，吸取头杆6通过磁铁安装中空的吸取头8，吸取头8和吸取头杆6之间设有密封圈9，中空滚珠花键轴22上安装上安装滚珠花键侧同步带轮24；固定架15上安装旋转驱动电机11，旋转驱动电机11输出轴上安装电机侧同步带轮20，电机侧同步带轮20和滚珠花键侧同步带轮24之间设有同步带16；中空滚珠花键轴22上端连接真空进气块2，真空进气块2连接低摩擦气缸4；固定架15上安装音圈电机，音圈电机定子19固定于固定架15上，音圈电机动子12前侧设有连接件18，连接件18前侧安装导轨17，低摩擦气缸4位于连接件18上方，连接件18上安装光栅编码器10，低摩擦气缸4下侧安装压缩弹簧25；焊头基座5一侧与导轨17配合安装滑块3，连接件18连接下压力轴承13，中空滚珠花键轴22上设有固定环14，下压力轴承13前端位于固定环14上方。
18.工作原理：旋转驱动电机11连接电机侧同步带轮20，通过同步带16驱动回转轴承一体型滚珠花键1旋转，实现焊头吸取头杆6的旋转功能，可360
°
任意角度旋转。低摩擦气缸4通过真空进气块2导入真空，通过中空滚珠花键轴22到吸取头杆6，再到吸取头8，实现吸取头8的真空吸取功能。低摩擦气缸4通入压缩气体，产生向下的压力作用在连接件18上，音圈电机动子12固定在连接件18上，连接件18与导轨17连接，音圈电机动子12产生向下或向上的力作用在连接件18上；压缩弹簧25自身压缩产生向下的力作用在连接件18上；连接件18与下压力轴承13连接，下压力轴承13将低摩擦气缸4、音圈电机动子12和压缩弹簧25三者的合力作用在固定环14上，固定环14与中空滚珠花键轴22固定，力传导到中空滚珠花键轴22到吸取头杆6，再到吸取头8，实现拾取芯片时的力控制。光栅编码器10读取连接件18的上下位置，因连接件18与吸取头8的位置是完全同步运动且变化量相同，所以取片高度可精确实时反馈。
19.通过音圈电机与底摩擦气缸4精确控制焊头接触芯片时的压力大小，在30g-3kg的范围内可准确控制在
±
5g；力控制结构单独安装在一滑块3上，与焊头吸取杆花键轴通过一
轴承下压传导力，不会因两个组件的平行度不好而影响荷重控制的精度。焊头杆吸取芯片时的高度位置通过光栅编码器精准反馈。高精度的磁吸吸头结构，避免了因顶丝结构而引起的漏真空和吸头偏心的问题，并且更换吸头更加快捷方便。整个焊头结构小巧，高度整合，采用航空铝材料，总质量小于300g。
20.本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种高精度贴片机焊头机构，其特征在于：固定架(15)前侧安装焊头基座(5)，焊头基座(5)上纵向安装回转轴承一体型滚珠花键(1)，回转轴承一体型滚珠花键(1)中心为中空滚珠花键轴(22)，中空滚珠花键轴(22)下端安装吸取头(8)，中空滚珠花键轴(22)上安装上安装滚珠花键侧同步带轮(24)；固定架(15)上安装旋转驱动电机(11)，旋转驱动电机(11)输出轴上安装电机侧同步带轮(20)，电机侧同步带轮(20)和滚珠花键侧同步带轮(24)之间设有同步带(16)；中空滚珠花键轴(22)上端连接真空进气块(2)，真空进气块(2)连接低摩擦气缸(4)；固定架(15)上安装音圈电机，音圈电机定子(19)固定于固定架(15)上，音圈电机动子(12)前侧设有连接件(18)，连接件(18)前侧安装导轨(17)，低摩擦气缸(4)位于连接件(18)上方；焊头基座(5)一侧与导轨(17)配合安装滑块(3)，连接件(18)连接下压力轴承(13)，中空滚珠花键轴(22)上设有固定环(14)，下压力轴承(13)前端位于固定环(14)上方。2.根据权利要求1所述的一种高精度贴片机焊头机构，其特征在于：所述中空滚珠花键轴(22)通过回转轴承(21)安装于焊头基座(5)上，中空滚珠花键轴(22)上安装滚珠花键轴套(23)。3.根据权利要求1所述的一种高精度贴片机焊头机构，其特征在于：所述中空滚珠花键轴(22)下端安中空的装吸取头杆(6)，吸取头杆(6)上安装磁铁(7)，吸取头杆(6)通过磁铁安装中空的吸取头(8)，吸取头(8)和吸取头杆(6)之间设有密封圈(9)。4.根据权利要求1所述的一种高精度贴片机焊头机构，其特征在于：所述低摩擦气缸(4)下侧与连接件(18)之间安装压缩弹簧(25)。5.根据权利要求1所述的一种高精度贴片机焊头机构，其特征在于：所述连接件(18)上安装光栅编码器(10)。

技术总结
一种高精度贴片机焊头机构，固定架前侧安装焊头基座，焊头基座上纵向安装回转轴承一体型滚珠花键，中空滚珠花键轴下端安装吸取头，电机侧同步带轮和滚珠花键侧同步带轮之间设有同步带；中空滚珠花键轴上端连接真空进气块，真空进气块连接低摩擦气缸；音圈电机动子前侧设有连接件，连接件前侧安装导轨；焊头基座一侧与导轨配合安装滑块，连接件连接下压力轴承，中空滚珠花键轴上设有固定环，下压力轴承前端位于固定环上方。本发明同时满足了焊头精准力控制、高旋转精度以及高度位置的精确控制，对现有的贴片机焊头结构实现完美的替代，并且满足高精度贴片机对取放芯片的技术要求。并且满足高精度贴片机对取放芯片的技术要求。并且满足高精度贴片机对取放芯片的技术要求。


技术研发人员：梁吉来 王云峰 张飞 姜博
受保护的技术使用者：大连佳峰自动化股份有限公司
技术研发日：2022.05.12
技术公布日：2022/7/15