专利名称：一种晶片粘片机焊头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体后工序生产线粘片机技术领域，特别是一种适用于大直径晶片的粘片机焊头。
背景技术：
焊头是晶片粘片机核心部件，其功能是将圆晶片上已切割分离的晶片，逐片吸起后放置于载体上(如PCB板，引线框架等)进行键合。为此焊头需要精确、平稳地往返于拾片和放片两个位置，即需要完成Z(垂直)方向和Y(水平)方向的复合运动，其有效行程分别是Zl、Yl (参见附图1所示)。随着晶片直径日益增大(已达8英寸即200mm或以上)， 目前市场上常用的多种焊头结构，均各自存在不同的制约因素；凸轮驱动式焊头在高速运行时不够平稳；线性传动式焊头动态性能完全受制于电气控制，且在拾片位置和放片位置的定位精度较难提高；水平旋转式焊头需跨越晶片与载体高度差，因而传动效率低。以上几种结构焊头也同时存在制作及维护成本高，有滑动磨损等缺点。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是1、吸头运动要快速、平稳，定位准确；2、除滚珠轴承外，整个焊头传动机构元磨损。本实用新型所提出的技术解决方案是这样的一种晶片粘片机焊头，由机体、载体、吸头、压杆、压轮、传动轮、传动皮带、连杆、曲柄、摆臂、焊臂构成，所述焊头传动机构由位于同一垂直面上的第一平行四边形四连杆机构AB⑶、第二平行四边形四连杆机构ABEF 和操作臂组成，且该两组四连杆积构的运动互不干涉。所述第一平行四边形四连杆机构 ABCD由前摆臂、水平焊臂、后摆臂、连杆及曲柄构成，曲柄通过连杆与前摆臂相连接，曲柄通过第一皮带与第一电机输出端相连接。由曲柄和连杆驱动的第一平行四边形四连杆机构 AB⑶罢动的极限位置分别对应于焊头的拾片位置和放片位置，摆动的水平分量Ay等于晶片与载体的水平距离Y1，摆动的垂直分量ΔΖ等于晶片与载体的高度差Z2。所述第二平行四边形四连杆机构ABEF由传动轮、皮带轮、推杆、前摆臂构成，皮带轮、传动轮分别装在铰轴上，将传动轮上的一点与皮带轮上的一点，分别与推杆相连接，皮带轮通过第二皮带与第二电机输出端相连接。该机构传递焊头执行垂直方向的有效行程Zl所述操作臂由推杆、 水平焊臂、压轮、压杆组成，并与传动轮连接。第一平行四边形四连杆结构ABCD由一执行电机驱动前摆臂，使操作臂作弧线往返平移运动，晶片从引线框架的导轨下方穿越，操作臂弧线行程的垂直分量等于工作区和目标区的高度差，这样操作臂的水平位移不受晶片尺寸限制，运动距离仅为平面结构运动量的三分之一左右；为使操作臂正常工作，还需要一个约 3-5mm的垂直方向的位移，本结构利用一推杆、皮带轮、传动轮与前摆臂组成第二平行四边形四连杆机构ABEF，由另一执行电机驱动。该两组平行四边形四连杆机构在操作臂摆动过程中互不干涉，运动状况快速平稳，性能明显优于传统平面结构。本实用新型具有如下有益效果[0006]1、由于采用两组的平行四边形四连杆机构作为吸头的传动机构，因而，运动惯量小，传动平稳，定位精确。2、整个传动机构元磨损(滚动轴承除外)，使用寿命较长。本实用新型用于半导体后工序生产线关键设备粘片机上将晶片键合在载体上。
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。图中1、机体；2、载体；3、晶片；4、吸头；5、压杆；6、压轮；7、传动轮；8、前摆臂；9、 连杆；10、曲柄；11、水平焊臂；12、后摆臂；13、第一皮带；14、皮带轮；15、推杆；16、推杆； 17、第二皮带；18、第一电机；19、第二电机。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。实施例1参见图1所示，第一电机18通过第一皮带13驱动曲柄10作180°往返摆动，摆动的两极限位置分别是吸头4的拾片位置与放片位置，摆动的水平分量Δ Y等于晶片3与载体2的水平距离Υ1，摆动的垂直分量ΔΖ等于晶片3与载体2的高度差Ζ2 ；当第一平行四边形四连杆机构ABCD摆动时，第二平行四边形四连杆机构ABEF也跟随前摆臂8摆动，由于皮带轮14与纹轴A有滑套隔离，皮带轮14由第二电机19锁定，AF等于ΒΕ，因此当前摆臂 8摆动时传动轮7在摆动过程中一直保持平移，不因第一平行四边形四连杆机构ABCD的摆动而产生偏转，故吸头4相对水平焊臂11不产生位移。当第二电机19启动时，通过第二皮带17使皮带轮14转动，驱动第二平行四边形四连杆机构ABEF偏转，使传动轮7转动，通过推杆15使压轮6偏转带动压杆5，使吸头4相对水平焊臂11作垂直(即上下)移动，执行有效行程Ζ1，本例Z = 3mm。由于皮带轮14及传动轮7仅装在铰轴上，故第二电机19的转动对第一平行四边形四连杆机构AB⑶不产生干涉。本焊头传动机构中的第一电机18、第二电机19、曲柄10的铰轴、铰轴A、D均装在或支承在机体1上。具体工作过程如下1、当焊头处于拾片位置时(见图1实线)，吸头4处于晶片3上方，距晶片高度差为Z1，第二电机19逆时针转动，驱动第二平行四边形四连杆机构ABEF逆时针转动，吸头4 下移ZI距离，触吸晶片3并将其吸位。2、第二电机19顺时针转动，第二平行四边形四连杆机构ABEF顺时针运动，吸头4 回升至距原来所放晶片3表面Zl的高度。3、第一电机18顺时针转动，驱动曲柄10顺时针转动180°，将第一平行四边形四连杆机构ABCD摆动至放片位置(见图1虚线)，此时吸头4水平方向位移了 Yl距离，垂直方向位移了 Z2距离、既位于载体2正上方，高于载体2的距离为Z1。4、第二电机19逆时针转动，推动第二平行四边形四连杆机构ABEF动作，吸头4下降Zl距离，将吸住的晶片3压到载体2上，进行键合。[0019]5、第二电机19顺时针转动，推动第二平行四边形四连杆机构ABEF动作，吸头4回升至距载体2表面Zl的高度。6、第一电机18逆时针转动，驱动曲柄10逆时针转动180°，第一平行四边形四连杆机构ABCD摆动，使焊头返回拾片位置，完成了一个工作循环周期。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为 本实用新型的保护范围。
权利要求1. 一种晶片粘片机焊头，主要由机体、载体、吸头、压杆、压轮、传动轮、传动皮带、连杆、 曲柄、摆臂、焊臂构成，其特征在于，所述焊头传动机构由位于同一垂直面上的第一平行四边形四连杆机构(ABCD)、第二平行四边形四连杆机构(ABEF)和操作臂组成；所述第一平行四边形四连杆机构(ABCD)由前摆臂(8)、水平焊臂(11)、后摆臂(12)、连杆(9)及曲柄 (10)构成，曲柄(10)通过连杆(9)与前摆臂⑶相连接，曲柄(10)通过第一皮带(13)与第一电机(18)输出端相连接；所述第二平行四边形四连杆机构(ABEF)由传动轮(7)、皮带轮(14)、推杆(16)、前摆臂(8)构成，皮带轮(14)、传动轮(7)分别装在铰轴上，将传动轮 (7)上的一点 与皮带轮(14)上的一点，分别与推杆(16)相连接，皮带轮(14)通过第二皮带 (17)与第二电机(19)输出端相连接；所述操作臂由推杆(15)、水平焊臂(11)、压轮(6)、压杆(5)组成，并与传动轮(7)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种晶片粘片机焊头，属于半导体后工序生产线粘片机技术领域。本实用新型要解决的技术问题是吸头运动要快速、平稳、定位准确；除滚珠轴承外，整个焊头传动机构无磨损。为此，该焊头传动机构由位于同一垂直面上的第一平行四边形四连杆机构(ABCD)、第二平行四边形四连杆机构(ABEF)和操作臂组成，且该两组平行四边形四连杆机构的运动互不干涉。本实用新型用于半导体后工序生产线关键设备粘片机上将晶片键合在载体上。
文档编号H01L21/50GK202127004SQ20102058492
公开日2012年1月25日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者李向清, 沈彪, 胡德良 申请人:江阴市爱多光伏科技有限公司