专利名称：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Z1、Y1(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。
发明内容
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，整个焊头传动机构无磨损。
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1平行四边形连杆机构ABCD、第2平行四边形连杆机构ABEF组成，且该两组四连杆机构的运动互不干涉。所述第1四连杆机构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8相联接，曲柄10通过传动皮带13与电机18输出端相连接。由曲柄10和连杆9驱动的第1四连杆机构ABCD摆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ΔY等于晶片3与载体2的水平距离Y1，摆动的垂直分量ΔZ等于晶片3与载体2的高度差Z2。所述第2四连杆机构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分别滑套于A、B绞轴上，传动轮7上的E点，皮带轮14上的F点，分别与推杆16相联接，皮带轮14通过皮带17与电机19输出端相连接。该机构传递焊头执行垂直方向的有效行程Z1。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联接。
第1四连杆结构ABCD由一执行电机18驱动前摆臂8，使操作臂作弧线往返平移运动，晶片3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16、皮带轮(14)、传动轮(7)与前摆臂8组成第2个平行四边形四连杆机构ABEF，由另一执行电机16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。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果(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)整个传动机构无磨损(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、传动皮带，14、皮带轮，15、推杆，16、推杆，17、传动皮带，18、电机，19、电机。
具体实施方式
通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
参见图1所示，电机18通过传动皮带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ΔY等于晶片3与载体2的水平距离Y1，摆动的垂直分量ΔZ等于晶片3与载体2的高度差Z2；当第1四连杆机构ABCD摆动时，第2四连杆机械ABEF也跟随前摆臂8摆动，由于皮带轮14与绞轴A有滑套隔离，皮带轮14由电机19锁定，AF等于BE，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1四连杆机构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。当电机19启动时，通过传动皮带17使皮带轮14转动，驱动第2四连杆机构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Z1，本例Z1＝3mm。由于皮带轮14及传动轮7仅滑套于A、B绞轴上，故电机19的转动对第1四连杆机构ABCD不产生干涉。本焊头传动机构中的电机18、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，电机19逆时针转动，驱动第2四连杆机构ABEF逆时针转动，吸头4下移Z1距离，触吸晶片3并将其吸住。
2、电机19顺时针转动，第2四连杆机构ABEF顺时针运动，吸头4回升至距原来所放晶片3表面Z1的高度。
3、电机18顺时针转动，驱动曲柄10顺时针转动180°，将第1四连杆机构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Y1距离，垂直方向位移了Z2距离，即位于载体2正上方，高于载体2的距离为Z1。
4、电机19逆时针转动，推动第2四连杆机构ABEF动作，吸头4下降Z1距离，将吸住的晶片3压到载体2上，进行键合。
5、电机19顺时针转动，推动第2四连杆机构ABEF动作，吸头4回升至距载体2表面Z1的高度。
6、电机18逆时针转动，驱动曲柄10逆时针转动180°，第1四连杆机构ABCD摆动，使焊头返回拾片位置，完成了一个工作循环周期。
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1平行四边形连杆机构(ABCD)、第2平行四边形四连杆机构(ABEF)和操作臂组成；所述第1四连杆机构(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(8)相联接，曲柄(10)通过传动皮带(13)与电机(18)输出端相连接；所述第2四连杆机构(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)分别滑套于A、B绞轴上，传动轮(7)上的E点，皮带轮(14)上的F点，分别与推杆(16)相联接，皮带轮(14)通过皮带(17)与电机(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)联接。
专利摘要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1平行四边形四连杆机构(ABCD)、第2平行四边形四连杆机构(ABEF)和操作臂组成，且该两组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F23D14/48GK2697465SQ20032011815
公开日2005年5月4日 申请日期2003年11月13日 优先权日2003年11月13日
发明者杨兼, 李永新, 雒继军 申请人:佛山市蓝箭电子有限公司