专利名称：倾斜平面内摆动平移式的粘片机焊头机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及倾斜平面内摆动平移式的粘片机焊头机构。
背景技术：
焊头是粘片机核心部件，其功能是将晶园上已切割分离的晶片吸起，传送并放置于载体上(引线框架、PCB板等)进行粘贴焊接。为此，焊头机构属于两自由度的传动机构，需要精确、平稳地往返于拾片和粘片两个位置，完成拾取晶片、传送晶片、粘焊晶片等动作。其中，拾取和粘焊晶片所必需的直线传动行程很小，可以小于1～3mm，传送晶片的行程却很大，而且随着晶园直径日益增大(已达12英寸，即250mm或以上)而不断增大。因此，目前的大晶园粘片机中，晶园布置在载体的下方，以便大晶园可从载体下方通过，减小晶片传送距离，但是，目前市场上常用的多种焊头机构，均需要大行程(相对拾片和粘片所需直线行程来说)直线传动机构(如导轨、丝杆、气动轴承等)，因此，焊头在高速往返状态下，磨损大、寿命短、制造和维护成本高；同时，由于焊头是两自由度传动机构，一般采用两个电机(步进电机或伺服电机)驱动，其中，有一个电机安装在另一个电机驱动的机构上，该移动电机的质量占整个焊头运动质量的比例很大，因而焊头的运动惯量较大，解决此问题的有效途径是设计一种焊头机构，使两个驱动电机都安装在固定不动的机架上、同时又能实现两自由度独立传动。
发明内容
为了克服大晶园焊头装置存在大行程直线传动机构、运动惯量大的缺点，本实用新型目的是提供一种没有上述缺点的焊头机构，该机构采用倾斜平面的摆动机构和空间凸轮机构传动，只需要滚动轴承，无需大行程直线传动机构，而且两个驱动电机都固定安装在机架上，移动质量轻。
本实用新型主要技术方案是平行四边形的四连杆摆臂机构ABDE布置在倾斜平面上，通过曲柄连杆机构驱动摆臂机构，控制吸头在拾片位置和粘片位置之间平行移动，实现晶片的传送动作；在四连杆摆臂机构上布置的平行四边形的四连杆吸头机构CDEF和空间凸轮，控制吸头相对平移梁的移动，实现晶片的拾取和粘焊动作。
上述平行四边形的四连杆摆臂机构的两个摆动极限位置对应拾片位置和粘片位置。
上述四连杆摆臂机构ABDE和四连杆吸头机构CDEF的转动轴线A、B、C、D、E、F是平行的。
上述四连杆摆臂机构ABDE和四连杆吸头机构CDEF的共用转动轴线D、E可以拆开不共用。
本实用新型的有益效果是，本方案中摆臂机构在倾斜平面内摆动实现晶片传送，没有大行程直线传动机构，磨损小，寿命长，成本低；摆臂的两个极限位置设定为拾片位置和粘片位置，提高了拾放晶片的定位静态精度；吸头电机固定在机架上，通过吸头连杆机构和空间凸轮完成晶片拾取和粘焊动作，减轻了运动质量，有利于提高焊头往返速度和改善动态性能。
本实用新型如附图所示图1为焊头运动机构示意图。
图2为图1的A向图。
图中，1晶片 2吸头 3弹簧 4空间凸轮 5平移梁6倾斜平面 7水平面 8晶园 9载体 10吸头电机11机架 12摆臂电机 13曲柄 14连杆A、B、C、D、E、F铰轴
具体实施方式
在附图中，实线表示焊头机构处于拾片(PICK)位置，双点划线表示粘片(BOND)位置。承载晶片的晶园8可以穿越载体9，两者在垂直方向的高度差Z为60mm，水平方向行程Y为100mm；平行四边形的摆臂机构ABDE布置在倾斜平面内，摆臂电机通过曲柄连杆机构推动摆臂摆动，吸头、凸轮随着平移梁一起在PICK和BOND之间平移，实现晶片传送；吸头电机通过吸头连杆机构CDEF和凸轮，带动吸头相对平移梁上下移动，实现晶片拾取和晶片粘焊；在此方案中，吸头电机固定在机架上，只有平行四边形的四连杆机构CDEF和凸轮是安装在摆臂机构ABDE上，摆臂机构ABDE的摆动不会使吸头相对平移梁产生位移，只有吸头电机转动时，才能使连杆EF带动凸轮旋转，驱动吸头相对平移梁上下移动。
焊头机构的工作顺序主要包括拾取晶片、传送晶片、粘焊晶片等步骤。第一步，摆臂电机驱动摆臂机构来到拾片位置(PICK)后，吸头电机驱动连杆EF转动，通过FC推动凸轮转动，压下吸头，吸取晶片，然后吸头电机反转，在弹簧3作用下，吸头上移，完成晶片拾取动作；第二步，摆臂电机通过曲柄连杆机构，推动ABDE摆动到粘片位置(BOND)，完成晶片传送动作，在此过程中，晶片随平移梁在倾斜平面内平行移动，实现了水平方向位移Y和垂直方向位移Z，无需直线传动机构；第三步，吸头电机M2转动，压下吸头，将晶片粘焊在基体上，然后吸头电机反转，吸头上移，完成晶片粘焊动作；第四步，摆臂电机反转，使吸头摆回到吸片位置，为下一循环作准备。
权利要求1.一种倾斜平面内摆动平移式的粘片机焊头机构，其特征是平行四边形的四连杆摆臂机构(ABDE)布置在倾斜平面上，通过曲柄连杆机构驱动摆臂机构，控制吸头在拾片位置和粘片位置之间平行移动，实现晶片的传送动作；在四连杆摆臂机构上布置的平行四边形的四连杆吸头机构(CDEF)和空间凸轮，控制吸头相对平移梁的移动，实现晶片的拾取和粘焊动作。
2.根据权利要求1所述的倾斜平面内摆动平移式的粘片机焊头机构，其特征是上述平行四边形的四连杆摆臂机构的两个摆动极限位置对应拾片位置和粘片位置。
3.根据权利要求1所述的倾斜平面内摆动平移式的粘片机焊头机构，其特征是上述四连杆摆臂机构(ABDE)和四连杆吸头机构(CDEF)的转动轴线(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)是平行的。
4.根据权利要求1所述的倾斜平面内摆动平移式的粘片机焊头机构，其特征是上述四连杆摆臂机构(ABDE)和四连杆吸头机构(CDEF)的共用转动轴线(D)、(E)可以拆开不共用。
专利摘要本实用新型公开了一种在倾斜平面内摆动平移式的粘片机焊头机构，在拾片位置和粘片位置所决定的倾斜平面内，布置平行四边形的摆臂机构，固定在机架上的摆臂电机通过曲柄连杆驱动该摆臂机构，使吸头保持平行移动，实现传送晶片的动作；摆动的两个极限位置，就是焊头所需的拾片和粘片位置；吸头电机固定在机架上，通过平行四边形的吸头连杆机构和空间凸轮，使吸头相对平移梁上下移动，完成拾取晶片和粘焊晶片的动作；该焊头机构没有大行程直线传动机构，两个电机都不移动，特别适合高速、大尺寸晶圆的粘片机使用。
文档编号B25J9/00GK2675356SQ200320119229
公开日2005年2月2日 申请日期2003年12月16日 优先权日2003年12月16日
发明者吴小洪, 李克天, 王晓初, 陈新, 温兆麟 申请人:广东工业大学