焊接封装装置的制作方法

本实用新型属于智能卡芯片封装技术领域，具体地来说，是一种焊接封装装置。

背景技术：

智能卡是内嵌有微芯片的塑料卡的通称，通过读写器即可与外界实现数据交互。智能卡具有可靠性高、安全性好、存储容量大、类型多等优点，因而被广泛应用于金融财务、社会保险、交通旅游、医疗卫生、政府行政、商品零售、休闲娱乐、学校管理及其它领域。

随着智能卡的迅速发展，其需求量越来越大，给智能卡的加工带来了很大挑战。智能卡由芯片与卡基封装而成，因而主要工序亦围绕芯片与卡基的加工进行。

传统的智能卡加工主要采用手工或半手工加工，自动化程度很低。也有一些厂商采用一些简单的通用设备进行焊接加工，但针对性不强，针对微芯片的微小尺寸加工精度很低，且仍然需要人工操作，难以满足微芯片的精密自动化焊接封装要求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种焊接封装装置，以自动化手段一体完成智能卡芯片的焊接封装。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种焊接封装装置，包括：

输送机构，所述输送机构包括运动部与设于所述运动部上的复数个卡基夹具，所述卡基夹具用于一一对应地装夹卡基，复数个所述卡基夹具随所述运动部运动经过焊接工位；

激光器，所述激光器设于所述焊接工位，用于发射激光光束而使芯片粘接面的热熔胶融化，所述芯片预埋于所述卡基的填埋槽内，所述芯片的粘接面与所述填埋槽的表面保持相对。

作为上述技术方案的改进，所述焊接封装装置还包括压合机构，所述压合机构用于用于在所述热熔胶融化后压合所述芯片与所述卡基。

作为上述技术方案的进一步改进，所述压合机构包括滚轮及驱动所述滚轮旋转的动力源，所述滚轮旋转地作用于所述芯片上，使所述热熔胶融化后的所述芯片与所述卡基压合紧固。

作为上述技术方案的进一步改进，所述焊接工位设有冷却机构，所述冷却机构用于对加工中的所述卡基进行冷却。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冷却机构包括冷却板与进气端，所述冷却板设有复数个气孔及连接所述气孔与所述进气端的贯通气道，复数个气孔分别正对于所述卡基远离所述激光器的一侧表面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述运动部包括主动轮、从动轮及张紧连接所述主动轮与所述从动轮的挠性件，所述挠性件沿其运动方向设置复数个凸起部，相邻的所述凸起部组成所述卡基夹具。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主动轮与所述从动轮包括链轮、带轮或绳轮中的一种，所述挠性件包括传动链、传动带或传动绳中的一种，所述主动轮、所述从动轮与所述挠性件形成挠性传动关系。

作为上述技术方案的进一步改进，所述焊接封装装置还包括视觉检测单元与控制单元，所述视觉检测单元设于所述焊接工位，用于检测所述卡基的运动速度参数与位置参数，所述控制单元根据所述运动速度参数调节所述激光器的出光速度以及根据所述位置参数对所述激光器的出光路径进行位置补偿。

作为上述技术方案的进一步改进，所述视觉检测单元包括CCD相机或CMOS相机。

作为上述技术方案的进一步改进，所述激光器设于一直线进给机构上，所述直线进给机构可直线运动地接近或远离所述卡基。

本实用新型的有益效果是：

设置输送机构与激光器，输送机构设有复数个卡基夹具，用于装夹与运输卡基，使初步预埋定位的卡基经过焊接工位，激光器发射激光而使卡基上预埋芯片粘接面的热熔胶融化，使芯片与卡基通过热熔胶完全粘接到位，激光的作用面积小、可控性强，具有很高的加工精密度与加工效率，提供一种焊接效率高、精度好的焊接封装装置。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的焊接封装装置的第一示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的焊接封装装置的第二示意图；

图3是图2中焊接封装装置的A处放大示意图；

图4是图2中焊接封装装置的B处放大示意图；

图5是本实用新型实施例1提供的焊接封装装置的焊接工位应用示意图；

图6是本实用新型实施例1提供的焊接封装装置的压合机构应用示意图；

图7是本实用新型实施例1提供的焊接封装装置的反馈控制连接关系图。

主要元件符号说明：

1000-焊接封装装置，0100-输送机构，0110-运动部，0111-主动轮，0112-从动轮，0113-挠性件，0113a-凸起部，0114-驱动部，0120-卡基夹具，0200-激光器，0300-压合机构，0400-冷却机构，0410-冷却板，0411-气孔，0420-进气端，0500-视觉检测单元，0600-控制单元，2000-卡基，3000-芯片。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对焊接封装装置进行更全面的描述。附图中给出了焊接封装装置的优选实施例。但是，焊接封装装置可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对焊接封装装置的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在焊接封装装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，焊接封装装置1000，包括输送机构0100与激光器0200，用于提供一种全自动的智能卡芯片封装设备，实现智能卡芯片的动态焊接封装，具有较高的加工效率与自动化程度。焊接封装装置1000的主要结构详述如下。

请参阅图5～6，应当理解，在进入焊接封装装置1000前，卡基2000与芯片3000已经过初步定位填埋。其中，卡基2000是智能卡的卡片体，芯片3000是用于存储数据的集成电路单元。在前置的切割程序中，芯片3000需要自芯片条带切割分离，并实现与卡基2000的初步定位。在此过程中，难以实现完全粘接封装，卡基2000与芯片3000之间仅以少量胶粘剂予以连接，以防止二者偏移或脱落。为完成焊接封装，尚需要输送至焊接工位进行加工。

请结合参阅图1～3，输送机构0100即用于实现已初步填埋芯片3000的卡基2000的运输。输送机构0100包括运动部0110与设于运动部0110上的复数个卡基夹具0120，卡基夹具0120用于一一对应地装夹卡基2000，复数个卡基夹具0120随运动部0110运动经过焊接工位。由于卡基2000卡装于卡基夹具0120上，卡基2000随卡基夹具0120经过焊接工位而接受焊接加工。

其中，运动部0110是主要的移动机构，可采用多种机械结构实现运动。一般地，运动部0110可采用直线运动机构，如直线导轨、直线轴承等形式实现，并以电机、液压马达等部件予以驱动。

优选地，运动部0110采用挠性传动结构实现运动目的。运动部0110包括主动轮0111、从动轮0112及张紧连接主动轮0111与从动轮0112的挠性件0113，换言之，挠性件0113依次连接主动轮0111与从动轮0112，形成挠性传动关系。进一步地，主动轮0111还连接有驱动部0114，驱动部0114可采用电机、液压马达等形式，以驱动主动轮0111旋转。

其中，挠性传动关系，是一种常见的机械传动，通常由两个或多个传动轮与挠性件0113组成，通过挠性件0113在传动轮之间传递运动与动力。根据挠性件0113的类型，挠性传动主要有带传动、链传动和绳传动，传动轮分别为带轮、链轮和绳轮，挠性件0113分别为传动带、传动链和传动绳。其中，主动轮0111与从动轮0112即为传动轮。

挠性件0113沿其运动方向设置复数个凸起部0113a，相邻的凸起部0113a组成卡基夹具0120。换言之，凸起部0113a突出于挠性件0113远离传动轮的一侧表面，相邻的凸起部0113a前后相夹即成为卡基夹具0120。卡基2000受相邻的凸起部0113a卡紧，随挠性件0113的回转运动而运动，实现卡基2000的运输。

其中，复数个凸起部0113a可以多种分布形式分布。在一个示范性的实施例中，复数个凸起部0113a沿挠性件0113的运动方向均匀分布。在另一个实施例中，复数个凸起部0113a之间具有不同的间距，以适应不同尺寸的卡基2000。

优选地，运动部0110具有平行设置的两个挠性传动结构。换言之，运动部0110具有两个主动轮0111、两个传动轮与两个挠性件0113，分别配合而形成两组挠性传动关系。同时，两个挠性传动结构平行设置，挠性件0113上的凸起部0113a分布完全一致，进一步增加卡基夹具0120的有效支撑面积，使卡基2000的装夹更为稳固，作用面积更大。

焊接工位用于实现芯片3000与卡基2000的焊接封装，使芯片3000与卡基2000粘接到位。焊接工位相应设置加工机构，加工机构采用激光加工方式。换言之，焊接工位设有激光器0200，激光器0200用于发射激光光束而使芯片3000的粘接面的热熔胶融化。

其中，芯片3000预埋于卡基2000的填埋槽内，芯片3000的粘接面与填埋槽的表面保持相对。具体而言，芯片3000的粘接面与填埋槽的表面之间已通过少量胶粘剂予以粘接定位，防止二者在输送机构0100的运输过程中脱落。芯片3000的粘接面预设一层热熔胶，热熔胶常温下为固体而不具有粘接能力。

激光器0200发射激光光束，激光光束聚焦于芯片3000的正面而发热。由于激光器0200的功率与作用时间的调节，激光光束产生的热能不会对芯片3000的结构造成破坏。该热能由芯片3000的正面传递至芯片3000的粘接面，使热熔胶受热而逐渐融化。热熔胶融化后，具有很高的黏合强度，使芯片3000的粘接面与填埋槽的表面得以粘接牢固。其中，激光器0200为激光焊接头。

优选地，激光器0200设于一直线进给机构上，直线进给机构可直线运动地接近或远离卡基2000。换言之，直线进给机构用于调节激光器0200与卡基2000的相对位置，进一步优化激光器0200的调节功能，使激光光束的作用位置得以精准调节。例如，直线进给机构的运动方向可与卡基2000的表面平行或垂直，从而调节激光器0200与卡基2000的相对位置或距离。其中，直线进给机构可采用多种结构，包括直线导轨、直线轴承、伸缩气缸等类型。

请参阅图6，优选地，焊接封装装置1000还包括压合机构0300，以进一步改善芯片3000与卡基2000的粘接效果。压合机构0300用于压合热熔胶融化后的芯片3000与卡基2000，以挤压芯片3000与卡基2000之间的空间而使芯片3000与卡基2000焊接到位，避免松动起伏而引起接触不良。补充说明，当热熔胶融化后，芯片3000与卡基2000之间形成间隙，由于热熔胶融化后的流动性使芯片3000与卡基2000不便定位，压合机构0300可有效解决这一问题。

其中，压合机构0300可采用多种结构，如夹爪、夹板、微型冲锤等。优选地，压合机构0300采用滚压方式，其包括滚轮及驱动滚轮旋转的动力源，滚轮旋转地作用于热熔胶融化后的芯片3000上，使热熔胶融化后的芯片3000与卡基2000压合紧固。

在一个示范性的实施例中，滚轮的外轮廓与卡基2000的上表面保持相切，当卡基2000随运动部0110经过压合机构0300时，滚轮与挠性件0113相夹而压迫芯片3000与卡基2000接近，实现二者的压合。

请结合参阅图4～5，优选地，焊接工位设有冷却机构0400，冷却机构0400用于对加工中的卡基2000进行冷却。冷却机构0400用于防止加工部位过热而造成结构损害，依冷却方式不同，可采用气体冷却或液体冷却方式。气体冷却方式以压缩气体带走热量，液体冷却方式以冷却液带走热量。

在一个示范性的实施例中，冷却机构0400采用空气冷却方式。冷却机构0400包括冷却板0410与进气端0420，冷却板0410设有复数个气孔0411及连接气孔0411与进气端0420的贯通气道，复数个气孔0411正对卡基2000远离激光器0200的一侧表面。由此，进气端0420、贯通气道与复数个气孔0411形成一贯通气路。示范性地，冷却板0410设于焊接工位的挠性件0113下方，可直接对卡基夹具0120上的卡基2000进行吹气冷却。

在此，冷却空气从进气端0420进入贯通气道。由于气压差的作用，冷却空气经贯通气道到达气孔0411，并经气孔0411喷出而作用于卡基2000的加工部，带动加工部产生的多余热量，避免热损害。其中，进气端0420可采用气路接头等形式实现。

请结合参阅图7，优选地，焊接封装装置1000还包括视觉检测单元0500与控制单元0600，视觉检测单元0500设于焊接工位，用于检测卡基2000的运动速度参数与位置参数，控制单元0600根据运动速度参数调节激光器0200的出光速度以及根据位置参数对激光器0200的出光路径进行位置补偿。

其中，视觉检测单元0500是一种用机器代替人眼来做测量和判断的设备。视觉检测单元0500将被摄取目标转换成图像信号，传送给图像处理模块。图像处理模块根据像素分布和亮度、颜色等信息，将图像信号转变成数字化信号并对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征。由此，视觉检测单元0500得到卡基2000的运动速度参数与位置参数。其中，由于芯片3000随卡基2000一起运动，芯片3000的运动速度与卡基2000的运动速度一致。

视觉检测单元0500可采用多种形式实现，一般地以工业相机作为主要的实现形式。工业相机最本质的功能即将光信号转变成有序的电信号，并直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等参数。优选地，工业相机包括CCD相机或CMOS相机，亦可采用其他类型的相机形式。

控制单元0600接收视觉检测单元0500输出的运动速度参数与位置参数，与标准参数进行相应的比对运算，根据运算结果向激光器0200发出控制指令，调节激光器0200的加工速度与加工位置，实现反馈调节。

换言之，控制单元0600调节激光器0200的出光速度，使激光光束与卡基2000的移动匹配，激光焊接时间保持在合理范围内，防止过热或热量不足，提高加工效率；控制单元0600并调节激光器0200的出光路径，实现位置补偿，使激光光束的聚焦点较为理想。

控制单元0600具有相应的逻辑运算能力，可集成于激光器0200中，亦可作为设置于外的独立处理单元。示范性地，控制单元0600可采用微处理器、计算机、运算电路等形式，还可采用驱动器等类型。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。