CN114051375B - 一种全自动固晶设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动固晶设备，包括机体，机体上设有擦板工位以及固晶工位；输送机构，输送机构用于输送PCB板；擦板工位以及固晶工位位于输送机构的输送轨迹上；擦板工位以及固晶工位在输送机构的输送方向上间隔分布；擦板机构，擦板机构包括激光发射头，激光发射头设于擦板工位上方；晶片取放机构，晶片取放机构包括取放架、取放吸嘴、点胶件以及取放架驱动件，取放架驱动件用于带动取放架沿X轴方向运动，取放架驱动件用于带动取放架沿Y轴方向运动；取放吸嘴安装于取放架上并用于夹取晶片；点胶件安装于取放架上并用于在PCB板上点胶。本发明可实现对PCB板进行激光清洁、自动点胶以及晶片固定，提高PCB生产效率。

Description

一种全自动固晶设备

技术领域

本发明涉及PCB板生产设备技术领域，尤其涉及一种全自动固晶设备。

背景技术

目前，芯片在生产过程中，需要对芯片进行固晶、绑定等操作，固晶就是在芯片上焊上晶片，而绑定就是芯片在生产工艺过程中的一种打线方式，这种打线方式一般用于封装之前把芯片里面的电路用金线或者铝线与封装管脚或线路板镀金铜箔连接。而在经晶片焊接在芯片的过程中，通常需要通过取放装置将夹取晶片后放置于芯片上，然后再进行固定。

但是，如果PCB焊盘上有脏污或氧化层，不利于后面的固晶和邦线，所以要提前去除，而现有固晶设备一般都是直接进行晶片固定，工件上容易残留脏污物，影响固晶质量，且自动化程度较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种全自动固晶设备，其可实现对PCB板进行激光清洁、自动点胶以及晶片固定，提高PCB生产效率。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种全自动固晶设备，包括，

机体，所述机体上设有擦板工位以及固晶工位；

输送机构，所述输送机构用于输送PCB板；所述擦板工位以及固晶工位位于所述输送机构的输送轨迹上；所述擦板工位以及固晶工位在输送机构的输送方向上间隔分布；

擦板机构，所述擦板机构包括激光发射头，激光发射头设于所述擦板工位上方；

晶片取放机构，所述晶片取放机构包括取放架、取放吸嘴、点胶件以及取放架驱动件，所述取放架驱动件用于带动所述取放架沿X轴方向运动，所述取放架驱动件用于带动所述取放架沿Y轴方向运动；取放吸嘴安装于所述取放架上并用于夹取晶片；所述点胶件安装于所述取放架上并用于在PCB板上点胶；所述固晶工位位于所述取放架的运动轨迹上。

进一步地，所述机体上还设有上料台，所述上料台上用于放置存放多个晶片的料盘。

进一步地，所述上料台上设有晶片检测件。

进一步地，所述取放架驱动件包括第一电机、第一丝杆、第一螺母、第一导向件、第二电机、第二丝杆、第二螺母以及第二导向件，

所述第一电机安装于机体上，所述第一丝杆沿Y轴方向延伸；所述第一螺母螺纹套装于所述第一丝杆外；所述第一导向件用于在第一丝杆转动时引导第一螺母沿Y轴方向运动；所述第一螺母上设有安装座；

所述第二电机安装于所述安装座上，所述第二丝杆与第二电机的转轴连接，所述第二螺母螺纹套装于所述第二丝杆外，所述第二导向件用于在第二丝杆转动时引导所述第二螺母沿X轴方向运动；所述取放架与所述第二螺母连接。

进一步地，所述取放架上设有第一驱动件以及第二驱动件，所述第一驱动件包括第三电机、传动带以及两个传动轮，所述第三电机安装于所述取放架上；两个传动轮均可转动的安装于所述取放架上，两个传动轮在取放架的高度方向间隔设置；传动带的两端分别绕设于两个传动轮外；传动带位于两个传动轮之间的部分形成分布于传动轮两侧的两个传动段；两个传动段上均设有安装板；所述安装板与所述取放架之间均连接有弹性部件；安装板上均设有所述取放吸嘴以及第二驱动件；所述第二驱动件用于带动所述取放吸嘴转动。

进一步地，所述输送机构包括皮带输送组件、两个输送架以及输送架驱动件，两个输送架间隔设置于机体上；两个输送架上均设有所述皮带输送组件；两个输送架上的皮带输送组件用于承托工件；所述输送架驱动件用于带动两个输送架相互靠近或者相互远离。

进一步地，所述两个输送架之间设有顶升机构，所述擦板工位以及所述固晶工位均设有所述顶升机构；所述顶升机构包括顶升板以及顶升板驱动件，所述顶升板驱动件用于带动所述顶升板沿Z轴方向运动。

进一步地，所述输送架上设有至少两个工件压块，所述擦板工位以及所述固晶工位的两侧均设有所述至少两个工件压块；至少两个工件压块在皮带输送组件的输送方向上间隔分布；所述工件压块设于所述顶升板的上方。

进一步地，顶升板上设有至少两个顶升块，至少两个顶升块以可拆卸的方式安装于所述顶升板上。

进一步地，所述擦板机构还包括工件检测件以及光源板，所述工件检测件以及光源板均设于擦板工位的上方。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：其在进行晶片与PCB板固定时，可以通过输送机构先将PCB板输送至擦板工位，此时，激光发射头可以发射激光，利用激光把工件表面的脏污或者氧化层等杂质烧化，达到清洁目的。

在清洁完成后，输送机构可以继续输送PCB板至固晶工位，然后取放架驱动件可以带动取放架前后运动以及左右运动，使得取放架上的点胶件以及取放吸嘴对准PCB板的固晶位置，进行点胶以及晶片胶合固定动作，且在固晶完成后，输送机构将加工完成的PCB板继续输送至下料位置即可，如此，完成PCB板的清洁、点胶以及晶片固定操作，自动化程度较高，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明晶片固定部分结构示意图；

图3为本发明的晶片取放机构的局部结构示意图；

图4为本发明的擦板机构部分结构示意图；

图5为本发明的输送机构以及顶升机构的结构示意图；

图6为本发明的顶升机构的结构示意图。

图中：10、机体；11、上料台；12、晶片检测件；20、输送机构；21、输送架；211、工件压块；22、皮带输送组件；231、同步带；232、同步轮；233、第三丝杆；234、第三螺母；30、晶片取放机构；31、取放架；311、传动轮；312、安装板；313、弹性部件；32、取放吸嘴；321、第二驱动件；33、第一电机；34、第一丝杆；35、安装座；36、第二电机；37、第二丝杆；38、点胶件；40、顶升机构；41、顶升板；411、顶升块；412、导向套；43、导向杆；51、激光发射头；52、工件检测件；53、光源。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1-6所示的一种全自动固晶设备，包括机体10、输送机构20、擦板机构以及晶片取放机构30，在机体10上设有擦板工位以及固晶工位。另外，上述输送机构20可输送PCB板，上述擦板工位以及固晶工位位于所述输送机构20的输送轨迹上，且擦板工位以及固晶工位在输送机构20的输送方向上间隔分布。上述擦板机构包括激光发射头51，且将激光发射头51设于所述擦板工位上方；

具体，上述晶片取放机构30包括取放架31、取放吸嘴32、点胶件38以及取放架驱动件，具体来讲，取放架驱动件可用于带动取放架31沿X轴方向运动，取放架驱动件也可用于带动取放架31沿Y轴方向运动，而上述固晶工位位于取放架31的运动轨迹上，且取放吸嘴32安装于取放架31上并用于夹取晶片，而点胶件38安装于取放架31上并用于在PCB板上点胶。

在上述结构基础上，使用本发明的全自动固晶设备时其在进行晶片与PCB板固定时，可以通过输送机构20先将PCB板输送至擦板工位，此时，激光发射头51可以发射激光，利用激光把工件表面的脏污或者氧化层等杂质烧化，达到清洁目的。

在清洁完成后，输送机构20可以继续输送PCB板至固晶工位，然后取放架驱动件可以带动取放架31前后运动以及左右运动，使得取放架31上的点胶件38以及取放吸嘴32对准PCB板的固晶位置，进行点胶以及晶片胶合固定动作，且在固晶完成后，输送机构20将加工完成的PCB板继续输送至下料位置即可，如此，完成PCB板的清洁之后再进行点胶，防止在PCB上残留脏污物或者氧化物等，影响点胶后的粘合性能。此外，点胶以及晶片固定操作均由晶片取放机构30来实现，自动化程度较高，提高生产效率。

需要说明的是，激光发射头51可以选用为现有技术中的激光发射器来实现，具体在安装时，可以是在机体10上设置立柱以及连接臂，立柱的底端固定在机体10上，连接臂安装在立柱的顶端并伸出于擦板工位的上方，将激光发射器安装在连接臂上即可。

进一步地，还可以在机体10上设有上料台11，该上料台11上用于放置存放多个晶片的料盘，即可以将存放有多个晶片的料盘放置在上料台11上，取放架驱动件可以带动取放架31运动至上料台11位置，取放吸嘴32直接进行晶片的夹取后运动至固晶工位后进行固晶操作。

需要说明的是，本实施例中，上述上料台11与晶片取放机构30分别设置在输送机构20的两侧，晶片取放机构30的取放吸嘴32在夹取晶片在输送机构20以及上料台11之间往复运动即可，节约晶片取放机构30的运动行程。

进一步地，上料台11上设有晶片检测件12，该晶片检测件12可以选用为现有技术中的CCD摄像头来实现，即在取放架31上的取放吸嘴32进行晶片夹取时，CCD摄像头可以对取放吸嘴32上的晶片进行拍摄定位，拍摄的图像信号可以传递给系统，控制取放架驱动件的运动，实现晶片的准确取放。

进一步地，参见图1，上述取放架驱动件可以包括第一电机33、第一丝杆34、第一螺母、第一导向件、第二电机36、第二丝杆37、第二螺母以及第二导向件，具体来讲，第一电机33可安装于机体10上，而第一丝杆34可沿Y轴方向延伸，且第一螺母螺纹套装于第一丝杆34外，而第一导向件用于在第一丝杆34转动时引导第一螺母沿Y轴方向运动。

另外，第一螺母上设有安装座35，而第二电机36安装于安装座35上，且第二丝杆37与第二电机36的转轴进行连接，而第二螺母螺纹套装于第二丝杆37外，且第二导向件用于在第二丝杆37转动时引导第二螺母沿X轴方向运动，并且取放架31与第二螺母进行连接，如此设置，使得取放架驱动件可驱动取放架31即可沿X轴方向运动也可沿Y轴方向运动，通过取放架驱动件的驱动配合可将取放架31驱动至指定的固晶工位，从而进行相应的固晶操作。

进一步地，参见图3，取放架31上设有第一驱动件以及第二驱动件321，具体来讲，第一驱动件包括第三电机、传动带以及两个传动轮311，而第三电机安装于取放架31上，且两个传动轮311均可转动的安装于取放架31上，并且两个传动轮311在取放架31的高度方向上间隔设置，而传动带的两端分别绕设于两个传动轮311外，这样使得传动带位于两个传动轮311之间的部分形成分布于传动轮311两侧的两个传动段，而两个传动段上均设有安装板312，并且安装板312与取放架31之间均连接有弹性部件313，而安装板312上均设有取放吸嘴32以及第二驱动件321，且第二驱动件321用于带动取放吸嘴32转动。

如此设置，在夹取晶片进行装配时，取放架31上的第三电机的转轴转动，第三电机的转轴转动可以带动与之连接的其中一个传动轮311转动，该传动轮311转动便可带动与其通过传动带传动连接的另一个传动轮311转动，如此，两个传动轮311转动便可带动传动带循环转动，由于传动带呈环状绕设在两个传动轮311外，因而形成于两个传动轮311之间的两个竖直传动段可在传动带转动过程中一上一下运动，进而带动与之连接的两个安装板312一上一下。

即两个安装于安装板312上的取放吸嘴32一上一下，改变第三电机的转轴转动方向，便可驱动两个安装板312上的取放吸嘴32交替进行晶片夹取，既可提高晶片夹取效率，又可避免两个取放吸嘴32同时夹取造成干扰。

另外，在安装板312上下运动过程中，弹性部件313可以伸缩，可以缓冲取放吸嘴32上下运动速度，避免取放吸嘴32与晶片的硬性接触而造成晶片损坏。

需要说明的是，上述第二驱动件321也可选用为现有技术中的电机来实现，电机的转轴可以与取放吸嘴32进行连接，便可带动取放吸嘴32进行转动，取放吸嘴32便可进行角度调整，驱动结构简单且稳定。

进一步地，还可在取放吸嘴32上设有扭簧，扭簧可在取放吸嘴32转动时拉伸，即第二驱动件321在带动取放吸嘴32转动时，取放吸嘴32可以随着扭簧伸缩，取放吸嘴32转动力更加灵活，避免取放吸嘴32转动过程中与晶片或者取放架31造成硬性撞击。

进一步地，还可在取放架31上设有限位开关，该取放吸嘴32上设有限位片，限位片可在取放吸嘴32沿取放架31的高度方向运动时触控限位开关，具体是在取放架31的顶端和底端均设有限位开关，限位片可以在取放吸嘴32上下运动时，分别与位于上方的限位开关以及位于下方的限位开关触控，对取放吸嘴32的上下位置进行限位，控制取放吸嘴32的运动行程。

需要说明的是，上述限位开关可以选用为现有技术中触控开关或者光电开关等。

进一步地，取放架31上还设有工件检测相机，工件检测相机可检测工件位置并传送工件信号，工件检测相机可以在取放吸嘴32夹取晶片时，对晶片进行拍照定位，传送工件信号给到第一驱动件以及第二驱动件321，调整取放吸嘴32的位置，自动化程度更高，且晶片吸取位置更加精准。

进一步地，参见图5，输送机构20包括皮带输送组件22、两个输送架21以及输送架驱动件，具体来讲，两个输送架21间隔设置于机体10上，而两个输送架21上均设有皮带输送组件22，且两个输送架21上的皮带输送组件22用于承托工件，并且输送架驱动件用于带动两个输送架21相互靠近或者相互远离，如此设置，使得两个输送架21上的皮带输送组件22之间的间隔可以减小或者增加，这样可根据工件的尺寸进行调整，适用于不同尺寸的工件输送。

进一步地，上述输送架驱动件包括第四电机、同步带231、同步轮232以及两个第三丝杆233，第四电机安装在机体10上，第四电机的转轴与其中一个同步轮232连接，且同步带231同步绕设在两个同步轮232外，两个第三丝杆233与两个同步轮232连接，第三丝杆233外套装有第三螺母234，第三螺母234与输送架21的底端连接，如此，可以通过第四电机转动，带动其中一个同步轮232转动，该同步轮232转动可以通过同步带231传动，即另一个同步轮232可以同步转动，进而使得两个第三丝杆233同时转动，使得与之连接的第三螺母234沿第三丝杆233运动，带动与之连接的输送架21相对另一个输送架21靠近或者远离。

需要说明的是，输送架21的底端设有滑块，在机体10上设有滑轨，户口与滑轨滑动配合便可引导两个输送架21相互靠近或者相互远离。

进一步地，两个输送架21之间设有顶升机构40，具体来讲，在擦板工位以及固晶工位均设有上述顶升机构40，且顶升机构40包括顶升板41以及顶升板驱动件，而顶升板驱动件用于带动顶升板41沿Z轴方向运动。

如此设置，在工件输送至擦板工位，进行擦板动作时，可以通过至顶升板41处时，顶升板41可在顶升板驱动件的带动下向上运动，将工件顶离皮带输送组件22上，顶板板可以将工件顶离皮带输送组件22，此时，激光发射头51可以发射激光，利用激光把工件表面的脏污或者氧化层等杂质烧化，达到清洁目的，顶升板41再通过顶升板驱动件的作用下再下降，工件便可再由皮带输送组件22继续输送，无需机械手便可使工件与皮带输送组件22脱离，进行定位加工，降低设备成本。

而在工件继续输送至固晶工位时，位于固晶工位的顶升机构40的顶升板41可以向上运动，顶升板41同样可以将工件顶离皮带输送组件22，然后晶片取放机构30可以进行点胶以及固晶动作，在完成后，顶升板41再下降至皮带输送组件22上，继续输送进行下料即可。

进一步地，参见图6，还可在顶升板41上设有至少两个顶升块411，将两个顶升块411间隔设于顶升板41上，如此，在工件顶升时，可以通过两个顶升，顶起工件，顶升块411凸出顶升板41，便于顶升块411与工件底端接触，将工件快速顶离皮带输送组件22的输送端面。

具体的是，本实施例中至少两个顶升块411以可拆卸的方式安装于顶升板41上，即相邻两个顶升块411之间的间隔可以调整，在工件尺寸变化后，相邻两个顶升之间的间隔也可随工件尺寸进行调整，适用工件范围更广。

更具体的是，上述顶升块411的底端以磁吸的方式安装于顶升板41上，即可以是在顶升块411的底端设置磁铁，在顶升板41上设置磁体，顶升块411便可磁吸吸附在顶升板41上，便于拆装，更容易根据工件尺寸调整两个顶升块411之间的间隔。

当然，为了稳定顶升板41的上下运动，可以在顶升板41的底端设有导向套412，在机体10上设有导向杆43，导向杆43可以沿Z轴方向延伸，顶升板41的导向套412滑动的套装于导向杆43外，便可在顶升板41上下运动过程中起到导向作用。

进一步地，输送架21上设有至少两个工件压块211，至少两个工件压块211在皮带输送组件22的输送方向上间隔分布，且工件压块211设于顶升板41的上方，如此设置，使得工件被顶升板41向上顶升时，工件的边沿上端便可被多个工件压块211压紧在顶升板41上，即工件被顶升板41与工件压块211压紧，便于对工件进行清洁、封胶、绑定或者固晶等操作。

进一步地，还可在两个输送架21之间还设有第一阻挡气缸，该第一阻挡气缸的活塞杆沿Z轴方向运动，且在顶升机构40在皮带输送组件22的输送方向上的两侧均设有上述第一阻挡气缸。

如此，在进行工件输送时，工件经皮带输送组件22输送至顶升板41处时，位于皮带输送组件22的输送方向在前的第一阻挡气缸的活塞杆可以下降，工件可以输送至顶升机构40处，而位于皮带输送组件22的输送方向在后的第一阻挡气缸可以向上伸出，挡设在工件输送方向的前方，工件便可被第一阻挡气缸暂时定位至顶升板41上方，顶升板41上升即可稳定顶升工件，在顶升板41上的工件定位加工完成后，顶升板41下降，将工件重新放回至皮带输送组件22上，位于皮带输送组件22的输送方向在后的第一阻挡气缸的活塞杆下降，工件便可继续输送。

而在上述顶升过程中，位于皮带输送组件22的输送方向在前的第一阻挡气缸的活塞杆可以上升，挡住下一工件，直至顶升板41上的工件加工完成后，顶升板41下降，将工件重新放回至皮带输送组件22上，位于在前的第一阻挡气缸便可下降，便于下个工件流入。

进一步地，还可在输送架21上还设有第二阻挡气缸，该第二阻挡气缸位于皮带输送组件22的输送末端，在工件加工完成输送至输送架21的末端时，第二阻挡气缸的活塞杆可以伸出，挡住工件，等待下料，防止工件掉落。

进一步地，本实施例中的擦板机构还包括工件检测件52以及光源板，将工件检测件52以及光源板均设于擦板工位的上方，如此，可以通过工件检测件52检测擦板工位的工件位置进行检测，上述激光发射头51驱动件可以根据工件检测件52的检测位置带动激光发射头51运动，对准工件位置，进行准确清洁。

当然，上述光源板可以发射光线，照亮工件，激光发射头51便可更加准备的清理脏污或者氧化物等。

具体的是，本实施例中的工件检测件52可以选用为现有技术中的CCD摄像头来实现，而光源板可以选用设有多个LED光源53灯配合光线反射板来实现。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种全自动固晶设备，其特征在于，包括，

机体，所述机体上设有擦板工位以及固晶工位；

输送机构，所述输送机构用于输送PCB板；所述擦板工位以及固晶工位位于所述输送机构的输送轨迹上；所述擦板工位以及固晶工位在输送机构的输送方向上间隔分布；

擦板机构，所述擦板机构包括激光发射头，激光发射头设于所述擦板工位上方；

晶片取放机构，所述晶片取放机构包括取放架、取放吸嘴、点胶件以及取放架驱动件，所述取放架驱动件用于带动所述取放架沿X轴方向运动，所述取放架驱动件用于带动所述取放架沿Y轴方向运动；取放吸嘴安装于所述取放架上并用于夹取晶片；所述点胶件安装于所述取放架上并用于在PCB板上点胶；所述固晶工位位于所述取放架的运动轨迹上；所述机体上还设有上料台，所述上料台上用于放置存放多个晶片的料盘；所述取放架驱动件包括第一电机、第一丝杆、第一螺母、第一导向件、第二电机、第二丝杆、第二螺母以及第二导向件，

所述第一电机安装于机体上，所述第一丝杆沿Y轴方向延伸；所述第一螺母螺纹套装于所述第一丝杆外；所述第一导向件用于在第一丝杆转动时引导第一螺母沿Y轴方向运动；所述第一螺母上设有安装座；

所述第二电机安装于所述安装座上，所述第二丝杆与第二电机的转轴连接，所述第二螺母螺纹套装于所述第二丝杆外，所述第二导向件用于在第二丝杆转动时引导所述第二螺母沿X轴方向运动；所述取放架与所述第二螺母连接；

所述取放架上设有第一驱动件以及第二驱动件，所述第一驱动件包括第三电机、传动带以及两个传动轮，所述第三电机安装于所述取放架上；两个传动轮均可转动的安装于所述取放架上，两个传动轮在取放架的高度方向间隔设置；传动带的两端分别绕设于两个传动轮外；传动带位于两个传动轮之间的部分形成分布于传动轮两侧的两个传动段；两个传动段上均设有安装板；所述安装板与所述取放架之间均连接有弹性部件；安装板上均设有所述取放吸嘴以及第二驱动件；所述第二驱动件用于带动所述取放吸嘴转动。

2.如权利要求1所述的全自动固晶设备，其特征在于，所述上料台上设有晶片检测件。

3.如权利要求1-2任一项所述的全自动固晶设备，其特征在于，所述输送机构包括皮带输送组件、两个输送架以及输送架驱动件，两个输送架间隔设置于机体上；两个输送架上均设有所述皮带输送组件；两个输送架上的皮带输送组件用于承托工件；所述输送架驱动件用于带动两个输送架相互靠近或者相互远离。

4.如权利要求3所述的全自动固晶设备，其特征在于，所述两个输送架之间设有顶升机构，所述擦板工位以及所述固晶工位均设有所述顶升机构；所述顶升机构包括顶升板以及顶升板驱动件，所述顶升板驱动件用于带动所述顶升板沿Z轴方向运动。

5.如权利要求4所述的全自动固晶设备，其特征在于，所述输送架上设有至少两个工件压块，所述擦板工位以及所述固晶工位的两侧均设有所述至少两个工件压块；至少两个工件压块在皮带输送组件的输送方向上间隔分布；所述工件压块设于所述顶升板的上方。

6.如权利要求4所述的全自动固晶设备，其特征在于，顶升板上设有至少两个顶升块，至少两个顶升块以可拆卸的方式安装于所述顶升板上。

7.如权利要求1-2任一项所述的全自动固晶设备，其特征在于，所述擦板机构还包括工件检测件以及光源板，所述工件检测件以及光源板均设于擦板工位的上方。