專(zhuān)利名稱(chēng)：晶片粘片機(jī)焊頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體后工序生產(chǎn)線(xiàn)粘片機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種適用于大直徑晶片的粘片機(jī)焊頭。
背景技術(shù)：
焊頭是晶片粘片機(jī)核心部件，其功能是將圓晶片上已切割分離的晶片，逐片吸起后放置于載體上(如PCB板，引線(xiàn)框架等)進(jìn)行鍵合。為此焊頭需要精確、平穩(wěn)地往返于拾片和放片兩個(gè)位置，即需要完成Z(垂直)方向和Y(水平)方向的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，其有效行程分別是Z1、Y1(參見(jiàn)附圖1所示)。隨著晶片直徑日益增大(已達(dá)8英寸即200mm或以上)，目前市場(chǎng)上常用的多種焊頭結(jié)構(gòu)，均各自存在不同的制約因素凸輪驅(qū)動(dòng)式焊頭在高速運(yùn)行時(shí)不夠平穩(wěn)；線(xiàn)性傳動(dòng)式焊頭動(dòng)態(tài)性能完全受制于電氣控制，且在拾片位置和放片位置的定位精度較難提高；水平旋轉(zhuǎn)式焊頭需跨越晶片與載體高度差，因而傳動(dòng)效率低。以上幾種結(jié)構(gòu)焊頭也同時(shí)存在制作及維護(hù)成本高，有滑動(dòng)磨損等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是(1)吸頭運(yùn)動(dòng)要快速、平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確；(2)除滾珠軸承外，整個(gè)焊頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)磨損。
本實(shí)用新型所提出的技術(shù)解決方案是這樣的一種晶片粘片機(jī)焊頭，由機(jī)體、載體、吸頭、壓桿、壓輪、傳動(dòng)輪、傳動(dòng)皮帶、連桿、曲柄、擺臂、焊臂構(gòu)成，所述焊頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由位于同一垂直面上的第1平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)ABCD、第2平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)ABEF組成，且該兩組四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)互不干涉。所述第1四連桿機(jī)構(gòu)ABCD由前擺臂8、水平焊臂11、后擺臂12、連桿9及曲柄10構(gòu)成，曲柄10通過(guò)連桿9與前擺臂8相聯(lián)接，曲柄10通過(guò)傳動(dòng)皮帶13與電機(jī)18輸出端相連接。由曲柄10和連桿9驅(qū)動(dòng)的第1四連桿機(jī)構(gòu)ABCD擺動(dòng)的極限位置分別對(duì)應(yīng)于焊頭的拾片位置和放片位置，擺動(dòng)的水平分量ΔY等于晶片3與載體2的水平距離Y1，擺動(dòng)的垂直分量ΔZ等于晶片3與載體2的高度差Z2。所述第2四連桿機(jī)構(gòu)ABEF由傳動(dòng)輪7、皮帶輪14、推桿16、前擺臂8構(gòu)成，皮帶輪14、傳動(dòng)輪7分別滑套于A、B絞軸上，傳動(dòng)輪7上的E點(diǎn)，皮帶輪14上的F點(diǎn)，分別與推桿16相聯(lián)接，皮帶輪14通過(guò)皮帶17與電機(jī)19輸出端相連接。該機(jī)構(gòu)傳遞焊頭執(zhí)行垂直方向的有效行程Z1。所述操作臂由推桿15、水平焊臂11、壓輪6、壓桿5組成，并與傳動(dòng)輪7聯(lián)接。
第1四連桿結(jié)構(gòu)ABCD由一執(zhí)行電機(jī)18驅(qū)動(dòng)前擺臂8，使操作臂作弧線(xiàn)往返平移運(yùn)動(dòng)，晶片3從引線(xiàn)框架的導(dǎo)軌下方穿越，操作臂弧線(xiàn)行程的垂直分量等于工作區(qū)和目標(biāo)區(qū)的高度差，這樣操作臂的水平位移不受晶片尺寸限制，運(yùn)動(dòng)距離僅為平面結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)量的三分之一左右；為使操作臂正常工作，還需要一個(gè)約3～5mm的垂直方向的位移，本結(jié)構(gòu)利用一推桿16、皮帶輪(14)、傳動(dòng)輪(7)與前擺臂8組成第2個(gè)平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)ABEF，由另一執(zhí)行電機(jī)16驅(qū)動(dòng)。該兩組平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)在操作臂擺動(dòng)過(guò)程中互不干涉，運(yùn)動(dòng)狀況快速平穩(wěn)，性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果(1)由于采用兩組的平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)作為吸頭的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而，運(yùn)動(dòng)慣量小，傳動(dòng)平穩(wěn)，定位精確。
(2)整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)磨損(滾動(dòng)軸承除外)，使用壽命較長(zhǎng)。
本實(shí)用新型用于半導(dǎo)體后工序生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備粘片機(jī)上將晶片鍵合在載體上。


圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、機(jī)體，2、載體，3、晶片，4、吸頭，5、壓桿，6、壓輪，7、傳動(dòng)輪，8、前擺臂，9、連桿，10、曲柄，11、水平焊臂，12、后擺臂，13、傳動(dòng)皮帶，14、皮帶輪，15、推桿，16、推桿，17、傳動(dòng)皮帶，18、電機(jī)，19、電機(jī)。
具體實(shí)施方式
通過(guò)下面實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
參見(jiàn)圖1所示，電機(jī)18通過(guò)傳動(dòng)皮帶13驅(qū)動(dòng)曲柄10作180°往返擺動(dòng)，擺動(dòng)的兩極限位置分別是吸頭4的拾片位置與放片位置，擺動(dòng)的水平分量ΔY等于晶片3與載體2的水平距離Y1，擺動(dòng)的垂直分量ΔZ等于晶片3與載體2的高度差Z2；當(dāng)?shù)?四連桿機(jī)構(gòu)ABCD擺動(dòng)時(shí)，第2四連桿機(jī)械A(chǔ)BEF也跟隨前擺臂8擺動(dòng)，由于皮帶輪14與絞軸A有滑套隔離，皮帶輪14由電機(jī)19鎖定，AF等于BE，因此當(dāng)前擺臂8擺動(dòng)時(shí)傳動(dòng)輪7在擺動(dòng)過(guò)程中一直保持平移，不因第1四連桿機(jī)構(gòu)ABCD的擺動(dòng)而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，故吸頭4相對(duì)水平焊臂11不產(chǎn)生位移。當(dāng)電機(jī)19啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)傳動(dòng)皮帶17使皮帶輪14轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)第2四連桿機(jī)構(gòu)ABEF偏轉(zhuǎn)，使傳動(dòng)輪7轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)推桿15使壓輪6偏轉(zhuǎn)帶動(dòng)壓桿5，使吸頭4相對(duì)水平焊臂11作垂直(即上下)移動(dòng)，執(zhí)行有效行程Z1，本例Z1＝3mm。由于皮帶輪14及傳動(dòng)輪7僅滑套于A、B絞軸上，故電機(jī)19的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)第1四連桿機(jī)構(gòu)ABCD不產(chǎn)生干涉。本焊頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電機(jī)18、19、曲柄10的鉸軸、鉸軸A、D均裝在或支承在機(jī)體1上。
具體工作過(guò)程如下；1、當(dāng)焊頭處于拾片位置時(shí)(見(jiàn)圖1實(shí)線(xiàn))，吸頭4處于晶片3上方，距晶片高度差為Z1，電機(jī)19逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)第2四連桿機(jī)構(gòu)ABEF逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，吸頭4下移Z1距離，觸吸晶片3并將其吸住。
2、電機(jī)19順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，第2四連桿機(jī)構(gòu)ABEF順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，吸頭4回升至距原來(lái)所放晶片3表面Z1的高度。
3、電機(jī)18順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)曲柄10順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，將第1四連桿機(jī)構(gòu)ABCD擺動(dòng)至放片位置(見(jiàn)圖1虛線(xiàn))，此時(shí)吸頭4水平方向位移了Y1距離，垂直方向位移了Z2距離，即位于載體2正上方，高于載體2的距離為Z1。
4、電機(jī)19逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)第2四連桿機(jī)構(gòu)ABEF動(dòng)作，吸頭4下降Z1距離，將吸住的晶片3壓到載體2上，進(jìn)行鍵合。
5、電機(jī)19順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)第2四連桿機(jī)構(gòu)ABEF動(dòng)作，吸頭4回升至距載體2表面Z1的高度。
6、電機(jī)18逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)曲柄10逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，第1四連桿機(jī)構(gòu)ABCD擺動(dòng)，使焊頭返回拾片位置，完成了一個(gè)工作循環(huán)周期。
權(quán)利要求1.一種晶片粘片機(jī)焊頭，主要由機(jī)體、載體、吸頭、壓桿、壓輪、傳動(dòng)輪、傳動(dòng)皮帶、連桿、曲柄、擺臂、焊臂構(gòu)成，其特征在于所述焊頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由位于同一垂直面上的第1平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)(ABCD)、第2平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)(ABEF)和操作臂組成；所述第1四連桿機(jī)構(gòu)(ABCD)由前擺臂(8)、水平焊臂(11)、后擺臂(12)、連桿(9)及曲柄(10)構(gòu)成，曲柄(10)通過(guò)連桿(9)與前擺臂(8)相聯(lián)接，曲柄(10)通過(guò)傳動(dòng)皮帶(13)與電機(jī)(18)輸出端相連接；所述第2四連桿機(jī)構(gòu)(ABEF)由傳動(dòng)輪(7)、皮帶輪(14)、推桿(16)、前擺臂(8)構(gòu)成，皮帶輪(14)、傳動(dòng)輪(7)分別滑套于A、B絞軸上，傳動(dòng)輪(7)上的E點(diǎn)，皮帶輪(14)上的F點(diǎn)，分別與推桿(16)相聯(lián)接，皮帶輪(14)通過(guò)皮帶(17)與電機(jī)(19)輸出端相連接；所述操作臂由推桿(15)、水平焊臂(11)、壓輪(6)、壓桿(5)組成，并與傳動(dòng)輪(7)聯(lián)接。
專(zhuān)利摘要一種晶片粘片機(jī)焊頭，屬于半導(dǎo)體后工序生產(chǎn)線(xiàn)粘片機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是吸頭運(yùn)動(dòng)要快速、平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確；除滾珠軸承外，整個(gè)焊頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)磨損。為此，該焊頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由位于同一垂直面上的第1平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)(ABCD)、第2平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)(ABEF)和操作臂組成，且該兩組四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)互不干涉。本實(shí)用新型用于半導(dǎo)體后工序生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備粘片機(jī)上將晶片鍵合在載體上。
文檔編號(hào)F23D14/48GK2697465SQ20032011815
公開(kāi)日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者楊兼, 李永新, 雒繼軍 申請(qǐng)人:佛山市藍(lán)箭電子有限公司