一种全自动平面IC固晶机及固晶方法与流程

本申请属于自动化设备技术领域，更具体地说，是涉及一种全自动平面ic固晶机及固晶方法。

背景技术：

现阶段led晶片在供给固晶机使用时，需要提供将led晶片整体粘贴在薄膜上做成一片片的蓝膜，一般蓝膜不能直接供固晶使用，需要将其绷紧、扩膜后固定在晶环或者蓝膜载具上，再装夹到自动扩膜晶框机构上进行定位、校正才能被固晶机上的吸嘴吸附来进行固晶操作。

现有的固晶机在对led晶片固晶前，需要提前在led支架上进行点胶，然后将点过胶的led支架放置在固晶机上进行固晶动作，为了实现自动上料固晶，一般都是先将大批量的led支架进行点胶，但是由于点胶过早容易出现凝固等现象，进而在固晶时需要对点胶重新熔化才能进行固晶，使得固晶效率低下。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种全自动平面ic固晶机，以解决现有技术中存在的固晶效率低下的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种全自动平面ic固晶机，包括：

机架；

分别设于所述机架两端的进料机构和收料机构；

设于所述进料机构和所述收料机构之间的轨道机构；

设于所述轨道机构侧方的点胶机构、镜头机构和焊头机构；

以及设于所述轨道机构下方的扩膜顶晶机构；

所述进料机构用于将led支架送入至所述轨道机构上，所述轨道机构用于接收和转运所述led支架，所述点胶机构用于对所述led支架进行点胶，所述扩膜顶晶机构用于顶出蓝膜上的晶片并在所述镜头机构和所述焊头机构的配合下将所述晶片固定到所述led支架上；所述点胶机构包括固定在所述机架上的点胶立柱以及设于所述点胶立柱上的第一点胶组件和第二点胶组件。

在一个实施例中，第一点胶组件和第二点胶组件均包括设于所述点胶立柱上的第一平台、沿x轴方向移动设于所述第一平台上的第二平台、沿y轴方向移动设于所述第二平台上的安装座、沿z轴方向移动设于所述安装座上的点胶镜头和点胶筒以及用于驱动所述点胶镜头和所述点胶筒沿z轴方向移动的升降驱动件。

在一个实施例中，所述升降驱动件为音圈驱动器。

在一个实施例中，所述进料机构包括设于所述机架上的立架、横向设置在所述立架上的第一驱动组件、竖向设置在所述第一驱动组件上的第二驱动组件、设于所述第二驱动组件上并用于放置装有所述led支架的载料平台以及设于所述立架上的第一推料组件，所述第一推料组件用于将所述led支架推入至所述轨道机构上。

在一个实施例中，所述进料机构还包括设于所述立架上的并用于盛放所述led支架的进料平台、横向设于所述立架上的第三驱动组件、竖向设于所述第三驱动组件上的第四驱动组件以及设于所述第四驱动组件上的料爪，所述料爪用于将所述led支架夹取至所述载料平台上。

在一个实施例中，所述轨道机构包括：底座、设于所述底座上的第一轨道、活动式设置在所述底座上的第二轨道、设于所述第二轨道上的第三轨道、滑动设于所述第三轨道上的夹爪组件、设于所述第一轨道上的点胶压支架组件、设于所述第一轨道上的固晶压支架组件以及驱动所述第三轨道移动以调节所述第三轨道和所述第一轨道之间间距的轨道电机。

在一个实施例中，所述第一轨道靠近所述收料机构的一端设有第二推料组件。

在一个实施例中，所述焊头组件包括焊头立柱、设于所述焊头立柱上的x轴平台、设于所述x轴平台上的y轴平台、设于所述y轴平台上的z轴平台、设于所述z轴平台上的邦头组件以及设于所述焊头立柱上的用于对所述y轴平台的运动方向起缓冲作用的对冲组件。

在一个实施例中，所述扩膜顶晶机构包括扩膜晶框组件和顶针组件，所述顶针组件包括：第一微调平台、滑动设于所述第一微调平台上的第二微调平台、设于所述第二微调平台上的顶出驱动机构以及设于所述顶出驱动机构上的顶针，所述第一微调平台和所述第二微调平台的微调方向相垂直。

本申请实施例的另一目的在于提供一种全自动平面ic固晶机的固晶方法，包括以下步骤：

步骤一、将待固晶的led支架放置在进料机构上并通过所述进料机构自动将led支架进给至轨道机构上；

步骤二、通过所述轨道机构的夹爪组件将所述轨道组件上的所述led支架搬运至所述轨道组件上的点胶处，并通过点胶处的点胶压支架组件对所述led支架进行定位；

步骤三、通过点胶机构的点胶镜头和点胶筒对点胶处的所述led支架进行点胶；

步骤四、点胶完成后，所述夹爪组件将所述led支架搬运至所述轨道机构上的固晶处，并通过所述固晶压支架组件对所述led支架进行定位；

步骤五、通过镜头机构中的取晶镜头和扩膜顶晶机构中的扩膜晶框组件相互配合将蓝膜上承载的晶片移动到设定位置并校正；

步骤六、扩膜顶晶机构中的顶针组件将位于所述蓝膜上的一个所述晶片顶出；

步骤七、焊头机构中的邦头通过三维运动平台运动至被顶出的所述晶片上方，并吸取所述晶片；

步骤八、所述邦头通过所述三维运动平台运动至所述固晶处且位于所述led支架的上方，在镜头机构中固晶镜头的配合下将所述晶片固定至所述led支架上；

步骤九、重复上述步骤五至步骤八，直至完成所述led支架上所需要的固晶量；

步骤十、通过所述轨道机构上的第二推料组件将所述led支架推送至收料机构中完成收料。

本申请提供的全自动平面ic固晶机及固晶方法的有益效果在于：通过设置点胶机构，这样可以将现有技术中先点胶后自动上料的操作步骤更改为先自动上料后点胶，这样可以缩短点胶与固晶步骤之间时间，有效防止胶凝固，从而提高固晶效率，而且点胶机构包括两个点胶组件，进一步提高了点胶效率，从而有效保证了固晶效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机的爆炸结构示意图；

图3为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机中进料机构的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机中轨道机构的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机中点胶机构的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机中第二点胶组件的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机中镜头机构的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机中焊头机构的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机中扩膜晶框组件的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机中顶针组件的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的全自动平面ic固晶机中收料机构的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1、机架；2、进料机构；21、立架；22、第一驱动组件；23、第二驱动组件；24、载料平台；25、第一推料组件；26、进料平台；27、第三驱动组件；28、第四驱动组件；29、料爪；3、轨道机构；31、底座；32、第一轨道；33、第二轨道；34、第三轨道；35、夹爪组件；36、点胶压支架组件；37、固晶压支架组件；38、轨道电机；39、第二推料组件；4、点胶机构；41、点胶立柱；42、第一点胶组件；43、第二点胶组件；431、第一平台；432、第二平台；433、安装座；434、点胶镜头；435、点胶筒；436、升降驱动件；5、镜头机构；51、镜头立柱；52、取晶镜头；53、固晶镜头；54、管型驱动机构；6、焊头机构；61、焊头立柱；62、x轴平台；63、y轴平台；64、z轴平台；65、邦头组件；66、对冲组件；7、扩膜顶晶机构；71、扩膜晶框组件；711、第三平台；712、第四平台；713、加热组件；714、旋转驱动组件；715、扩膜驱动组件；716、扩膜环组件；72、顶针组件；721、第一微调平台；722、第二微调平台；723、顶出驱动机构；724、顶针；8、收料机构；81、料盒存放平台；82、收料驱动组件。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1和图2所示，现对本申请实施例提供的一种全自动平面ic固晶机的结构进行详细说明。该全自动平面ic固晶机，包括机架1以及设于机架1上的进料机构2、轨道机构3、点胶机构4、镜头机构5、焊头机构6、扩膜顶晶机构7和收料机构8。机架1为矩形柜体，矩形柜体内设有控制系统如plc控制系统，进料机构2和收料机构8分别设置在轨道机构3的两端，用于供料和收料；轨道机构3用于接收和转运led支架；点胶机构4、镜头机构5和焊头机构6设置在轨道机构3的一侧且分别用于对led进行点胶、精准定位和固晶；扩膜顶晶机构7用于将蓝膜上的晶片顶出，以供焊头机构6将晶片固定在led支架上。工作时，进料机构2用于将led支架送入至轨道机构3上，轨道机构3用于接收和转运led支架，点胶机构4用于对led支架进行点胶，扩膜顶晶机构7用于顶出蓝膜上的晶片并在镜头机构5和焊头机构6的配合下将晶片固定到led支架上，固晶后的led支架经轨道机构3输送至收料机构8上，完成led支架的固晶。

如图3所示，在本实施例中，进料机构2包括设于机架1上的立架21、横向设置在立架21上的第一驱动组件22、竖向设置在第一驱动组件22上的第二驱动组件23、设于第二驱动组件23上并用于放置装有led支架的载料平台24以及设于立架21上的第一推料组件25，第一推料组件25用于将led支架推入至轨道机构3上。具体地，第一驱动组件22用于实现载料平台24在y轴方向运动，第二驱动组件23用于实现载料平台24在z轴方向运动，第一推料组件25用于实现led支架在x轴方向运动，从而实现led支架的自动给料。在该实施例方式中，载料平台24上直接放置料盒，料盒上间隔叠加设置有多个led支架，led支架沿x轴方向滑动设置在料盒内。在本实施例中，第一推料组件25采用电机通过齿轮驱动齿条往复运动并利用齿条推动led支架来实现自动给料。其他实施例中，第一推料组件25采用气缸的方式实现自动给料。

如图3所示，具体地，进料机构2还包括设于立架21上的并用于盛放led支架的进料平台26、横向设于立架21上的第三驱动组件27、竖向设于所述第三驱动组件27上的第四驱动组件28以及设于第四驱动组件28上的料爪29，料爪29用于将led支架夹取至载料平台24上。具体地，进料平台26上可以自由堆叠放置led支架或者使用上开口的料盒结构自由堆叠放置led支架，第三驱动组件27用于实现料爪29在y轴方向运动，第四驱动组件28用于实现料爪29在z轴方向运动，料爪29为吸盘结构。

如图3所示，在本实施例中，进料机构2提供了两种led支架的给料方式，从而可以根据容纳led支架的料盒结构的不同来选择不同的给料方式，提高了适用性。在本实施例中，第一驱动组件22、第二驱动组件23、第三驱动组件27和第四驱动组件28可以从以下驱动方式中选择：气缸驱动、丝杆结构驱动或液压缸驱动。在本实施例中，第一驱动组件22、第二驱动组件23、第三驱动组件27和第四驱动组件28优选采用丝杆结构驱动，丝杆结构驱动具有距离长、位置精度高、驱动稳定等有点。

如图4所示，在本实施例中，轨道机构3包括：底座31、设于底座31上的第一轨道32、活动式设置在底座31上的第二轨道33、设于第二轨道33上的第三轨道34、滑动设于第三轨道34上的夹爪组件35、设于第一轨道32上的点胶压支架组件36和设于第一轨道32上的固晶压支架组件37以及驱动第三轨道34移动以调节第三轨道34和第一轨道32之间间距的轨道电机38。

如图4所示，具体地，底座31设置在机架1上，第一轨道32和第三轨道34的输送方向沿x轴方向设置，第二轨道33的运动方向沿y轴方向设置，第三轨道34可以在第二轨道33上进行y轴方向运动，从而使得第一轨道32和第三轨道34之间的间距可以通过轨道电机38进行调节，这样可以适用于不同宽度的led支架，提高适应性。夹爪组件35可以在第三轨道34上往复运动，从而可以将led支架搬运至第一轨道32上的点胶处和固晶处。

如图4所示，在本实施例中，夹爪组件35设置有三个，第一个夹爪组件35用于将进料机构2提供的led支架搬运至点胶处，第二个夹爪组件35用于将点胶处的led支架搬运至固晶处，第三个夹爪组件35用于将固晶处的led支架搬运至第一轨道32的末端，夹爪组件35为手指气缸结构。在第一轨道32靠近收料机构8的一端设有第二推料组件39，第二推料组件39用于将led支架推入至收料机构8上，第二推料组件39包括气缸和推块。在其他实施例中，第二推料组件39为设置在第一轨道32末端的皮带输送结构。

如图4所示，其中，点胶压支架组件36用于对点胶处的led支架进行定位并防止led支架松动，保证点胶的精准性，固晶压支架组件37用于对固晶处的led支架进行定位并防止led支架松动，保证固晶的精准性。点胶压支架组件36和固晶压支架组件37均包括气缸和抵压块。

如图5和图6所示，点胶机构4包括固定在机架1上的点胶立柱41以及设于点胶立柱41上的第一点胶组件42和第二点胶组件43。通过第一点胶组件42和第二点胶组件43可以提高点胶速度，从而实现固晶效率。

如图5和图6所示，第一点胶组件42和第二点胶组件43的结构相同且可以单独进行点胶工作，在本实施例中，以第二点胶组件43进行介绍。具体地，第二点胶组件43包括设于点胶立柱41上的第一平台431、沿x轴方向移动设于第一平台431上的第二平台432、沿y轴方向移动设于第二平台432上的安装座433、沿z轴方向移动设于安装座433上的点胶镜头434和设于安装座433上的点胶筒435以及用于驱动点胶镜头434和点胶筒435沿z轴方向移动的升降驱动件436。在本实施例中，第一平台431、第二平台432、安装座433以及升降驱动件436相互配合用于实现点胶镜头434和点胶筒435在xyz轴方向上的运动，从而实现对led支架上不同位置的点胶工作。其中，点胶镜头434既可以配合夹爪组件35将led支架搬运至点胶位置，也可以对点胶筒435的点胶位置进行定位，从而提高点胶的精度。

在本实施例中，升降驱动件436为音圈驱动器。音圈驱动器相对体积小、驱动距离精准并可自动定位，从而保证滴胶量的稳定性。在其他实施例中，升降驱动件436为气缸或液压缸。在安装座433上还可以设置缓冲拉簧，缓冲拉簧用于对升降驱动件436沿z轴方向下降时起缓冲作用，用于防止滴胶筒对led支架造成损伤。

如图7所示，在本实施例中，镜头机构5包括镜头立柱51、取晶镜头52、固晶镜头53以及管型驱动机构54，镜头立柱51安装在机架1上，固晶镜头53一侧连接有管型驱动机构54，固晶镜头53组件能在管型驱动机构54的驱动下进行y轴方向移动，并能配合夹爪组件35将led支架移动到固晶位,取晶镜头52用于配合扩膜顶晶机构7移动到取晶位置，镜头机构5用于保证取晶过程和固晶过程的精准性。其中管型驱动机构54为音圈驱动器。或者管型驱动也可以采用气缸代替。

如图8所示，在本实施例中，焊头机构6包括焊头立柱61、设于焊头立柱61上的x轴平台62、设于x轴平台62上的y轴平台63、设于y轴平台63上的z轴平台64、设于z轴平台64上的邦头组件65以及设于焊头立柱61上的用于对y轴平台63的运动方向起缓冲作用的对冲组件66。其中x轴平台62、y轴平台63和z轴平台64用于实现邦头组件65在xyz轴上的运动，从而可以对led支架上不同位置进行固晶。对冲组件66用于对y轴平台63起缓冲作用，防止y轴平台63运行速度过程而产生的震动影响绑定精度，对冲组件66和y轴平台63的运动方向始终相反，从而起到对冲作用。本实施例中，邦头组件65至少包括邦头、邦头电机和同步带，邦头旋转设置，邦头电机和同步带用于带动邦头进行旋转，从而调整邦头对晶片的固晶角度，提高晶片的固晶精度。其中x轴平台62、y轴平台63和z轴平台64的运动可以通过导轨配合气缸实现，也可以通过丝杆结构实现，还可以通过音圈驱动器结构实现。

如图1、图9和图10所示，扩膜顶晶机构7包括扩膜晶框组件71和顶针组件72。

其中，如图9所示，扩膜晶框组件71包括第三平台711、第四平台712、加热组件713、旋转驱动组件714、扩膜驱动组件715以及扩膜环组件716。第三平台711驱动第四平台712做横向运动，第四平台712驱动扩膜环组件716做纵向运动；扩膜环组件716一侧设置有旋转驱动组件714，其从动轮通过皮带(未示出)与扩膜环组件716连接，通过旋转驱动组件714驱动从动轮带动扩膜环组件716做圆周运动，扩膜环组件716用于安装蓝膜，扩膜驱动组件715设置在扩膜环组件716旁侧，驱使扩膜环组件716做扩膜动作；加热组件713将承载晶片的蓝膜进行加热，方便顶针组件72将晶片顶出。扩膜晶框组件71的具体结构还可以参照本申请人已申请专利(201920885581.x)。

如图10所示，顶针组件72包括：第一微调平台721、滑动设于第一微调平台721上的第二微调平台722、设于第二微调平台722上的顶出驱动机构723以及设于顶出驱动机构723上的顶针724，第一微调平台721和第二微调平台722的微调方向相垂直。第一微调平台721和第二微调平台722用于调整顶针724位于在晶片下方的位置，使得顶针724更加精确的对准晶片的正中心位置，以使顶针724在顶出驱动机构723的驱动下将晶片平稳顶起，保证了晶片顶出的精确。在本实施例中，第一微调平台721和第二微调平台722采用音圈驱动器，顶出驱动机构723采用音圈驱动器或气缸。

如图11所示，在本实施例中，收料组件包括料盒存放平台81和收料驱动机构，收料驱动机构可以驱动位于其上的料盒进行横向纵向移动接受已经完成固晶的led支架,料盒收满后将料盒存放至料盒存放平台81。以上未具体介绍的结构可以参照申请人已申请的专利(201910081954.2).

本申请实施例还提供一种全自动平面ic固晶机的固晶方法，包括以下步骤：

步骤一、将待固晶的led支架放置在进料机构2上并通过进料机构2自动将led支架进给至轨道机构3上；

步骤二、通过轨道机构3的夹爪组件35将轨道组件上的led支架搬运至轨道组件上的点胶处，并通过点胶处的点胶压支架组件36对led支架进行定位；

步骤三、通过点胶机构4的点胶镜头434和点胶筒435对点胶处的led支架进行点胶；

步骤四、点胶完成后，夹爪组件35将led支架搬运至轨道机构3上的固晶处，并通过固晶压支架组件37对led支架进行定位；

步骤五、通过镜头机构5中的取晶镜头52和扩膜顶晶机构7中的扩膜晶框组件71相互配合将蓝膜上承载的晶片移动到设定位置并校正；

步骤六、扩膜顶晶机构7中的顶针组件72将位于蓝膜上的一个晶片顶出；

步骤七、焊头机构6中的邦头通过三维运动平台运动至被顶出的晶片上方，并吸取晶片；三维运动平台包括x轴平台62、y轴平台63和z轴平台64；

步骤八、邦头通过三维运动平台运动至固晶处且位于led支架的上方，在镜头机构5中固晶镜头53的配合下将晶片固定至led支架上；

步骤九、重复上述步骤五至步骤八，直至完成led支架上所需要的固晶量；

步骤十、通过轨道机构3上的第二推料组件39将led支架推送至收料机构8中完成收料。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。