[发明专利]可360度旋转的高拾取率的柔性贴片头结构

说明书

本发明公开了一种可360度旋转的高拾取率的柔性贴片头结构，解决了如何全方位地对吸附芯片进行角度调整，如何控制吸嘴与芯片间的接触力，以提高贴片精度的问题。将吸嘴组件连接在贴片头芯轴下端，将贴片头芯轴作为空气轴承的内圈，将贴片头芯轴的上端吊接在下环形弹片组件的中心内圈上，下环形弹片组件设置在弹性中轴下端连接的倒扣碗形罩体中，弹性中轴的上端柔性连轴器与贴片头芯轴驱动电机的输出轴连接在一起；通过贴片头芯轴驱动电机的驱动，实现贴片头芯轴在空气轴承中的无阻尼旋转，实现吸嘴的精确旋转，通过贴片头芯轴在空气轴承中的上下移动，以及贴片头芯轴顶端的环形弹片组，在垂直方向上的弹性变形，来吸收芯片对吸嘴的反作用力。

技术领域

本发明涉及一种集成电路封装贴片机的贴片头，特别涉及一种可360度旋转的具有高拾取率的高柔性的贴片头结构。

背景技术

集成电路封装贴片工艺流程中，在贴片机的XYZ三轴运动机械臂下方设置有芯片物料区和贴片区，贴片前由运动机械臂前端的吸嘴从芯片料盒中或蓝膜上拾取芯片，拾取时，机械臂XY轴先运动到指定位置，Z轴带动吸嘴开始向下运动，吸嘴与芯片料盒中的芯片接近时，机械臂Z轴减速缓慢移动，当吸嘴前端与芯片上表面接触时，打开吸嘴中空负压电磁阀，吸嘴中空变为负压状态，把芯片吸附到吸嘴前端，Z轴上提，拾取完成；贴片时，运动机械臂XY轴带动吸嘴及芯片物料一起运动到指定位置，Z轴带动吸嘴开始向下运动，芯片与基板接近时，机械臂Z轴减速缓慢移动，当芯片下表面与基板上表面接触时，关闭吸嘴中空负压电磁阀，打开吸嘴中空正压电磁阀，吸嘴中空变为正压状态，芯片与吸嘴脱离，Z轴上提，贴附放置完成；当生产中所用芯片为薄脆型芯片时，拾取和贴片难度都大于普通硅基芯片，吸嘴和芯片接触力不能过大，否则就会损伤芯片；现有设备多采用弹性Z轴的方法来解决芯片拾取和放置时接触力的控制问题，但这种控制结构存在机构复杂，计算机软件编程控制只能适用于特定的一种规格的芯片，当拾取的芯片发生变化时，需要重新进行编程，不能适应多物料，不能自动切换吸嘴，只能具有一种弹性系数，工艺适应范围很有限；如何通过简单的吸嘴的机械变形来解决贴片压力控制的问题，提高柔性变形的高线性度，以适合多种芯片物料，成为现场需要解决的问题。

被拾取的料盒中的芯片一般为长方形或正方形片体，自身重量很轻、很薄、很脆，靠负压吸附抓取在吸嘴上，靠正气压使其脱离吸嘴，个别芯片还带有静电，单靠芯片的自重无法自主脱离吸嘴，需要借助正压力脱离吸嘴；在料盒中一字形排列的芯片，芯片之间的摆放存在角度差异，甚至有些芯片存在180°错误反向放置问题，吸嘴吸附芯片后，需要对芯片的方位进行调整，现有的贴片头的旋转调整角度有限，一般在30°以内范围内，当芯片摆放角度误差超过30°时，只能采用报错提醒，通过人工干预的方式来进行纠偏。

发明内容

本发明提供了一种可360度旋转的高拾取率的柔性贴片头结构，解决了如何全方位地对吸附芯片进行角度调整，以及如何控制吸嘴与芯片间的接触力，以提高贴片精度的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思为：将吸嘴组件连接在贴片头芯轴下端，将贴片头芯轴，作为空气轴承的内圈，将贴片头芯轴的上端吊接在下环形弹片组件的中心内圈上，下环形弹片组件设置在弹性中轴下端连接的倒扣碗形罩体中，弹性中轴的上端的柔性连轴器，与贴片头芯轴驱动电机的输出轴连接在一起；通过贴片头芯轴驱动电机的驱动，实现贴片头芯轴在空气轴承中的无阻尼旋转，实现吸嘴的精确旋转，通过贴片头芯轴在空气轴承中的上下移动，以及贴片头芯轴顶端的环形弹片组在垂直方向上的弹性变形，来吸收芯片对吸嘴的反作用力，控制吸嘴与芯片间的接触力，以提高贴片的精度。