一种自动粘片机三维运动焊头的控制系统技术方案

本实用新型专利技术属于半导体封装设备领域，涉及一种自动粘片机三维运动焊头的控制系统。焊头运动控制系统包括工控机、运动控制卡、信号输入/输出卡、分别驱动X轴、Y轴、Z轴运动平台进行运动的伺服电机以及位置传感器，各个伺服电机和位置传感器与运动控制卡电连接，焊头吸嘴控制系统包括真空控制电磁阀和压缩空气控制电磁阀，分别与信号输入/输出卡电连接。本实用新型专利技术自动粘片机的控制系统适应性强、操作方便、稳定可靠，可以实现高速、精确地进行芯片的拾取和粘贴，有效降低成本，提高产品产量和质量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术属于半导体封装设备领域，涉及一种自动粘片机三维运动焊头的控制系统。焊头运动控制系统包括工控机、运动控制卡、信号输入/输出卡、分别驱动X轴、Y轴、Z轴运动平台进行运动的伺服电机以及位置传感器，各个伺服电机和位置传感器与运动控制卡电连接，焊头吸嘴控制系统包括真空控制电磁阀和压缩空气控制电磁阀，分别与信号输入/输出卡电连接。本技术自动粘片机的控制系统适应性强、操作方便、稳定可靠，可以实现高速、精确地进行芯片的拾取和粘贴，有效降低成本，提高产品产量和质量。【专利说明】一种自动粘片机三维运动焊头的控制系统
本技术属于半导体封装设备领域，特别是半导体芯片的自动粘片机，具体涉及一种自动粘片机三维运动焊头的控制系统。
技术介绍
在半导体后工序封装中，一般采用自动粘片机从晶圆芯片台拾取芯片，然后将芯片粘贴到引线框架的载芯板上，目前，自动粘片机的拾取和粘贴芯片的焊头的结构主要存在三种形式，一是采用双轴方式，由于X轴方向焊头的运动距离较小，因此X方向运动机构不用电机控制，只保留y、ζ两个运动机构采用电机控制，由于自动粘片机的焊头在X方向是不运动的，因此要通过调整晶圆芯片台的顶针的位置及在轨道内运送引线框架的位置来达到，这种调整方法复杂，在一些国产设备中较常见。二是用旋转臂来取代X、Y轴运动机构，但由于旋转臂长度是固定的，因此拾取芯片和粘贴芯片的位置也必须固定，因而也需要通过调整晶圆芯片台的顶针位置及在轨道内运送框架的位置来实现，调整相对复杂，并且由于在粘贴片式器件时，无法实现自动改变粘贴芯片的Y方向位置而受到限制，这种焊头机构在一些香港生产的设备中较为常见。三是采用可以三维运动拾取和粘贴芯片的焊头，X、Υ、Ζ三个方向的位置独立控制，但现有设备的采用专门的控制电路对机械运动进行控制，对电路元件和机械精度要求高，运行稳定性差，不便维护，生产效率低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种不需要配套专门的控制电路就可以有效实现自动粘片机焊头的三维运动的控制系统。本技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:一种自动粘片机的三维运动焊头控制系统，包括焊头的运动控制系统，焊头的吸嘴控制系统、焊头吸嘴的检测系统，其中焊头的运动控制系统为X轴、Y轴、Z轴三个轴向运动的控制系统，所述的X轴向的运动机构处于最低层，Y轴向运动机构固定在X轴运动平台上，Z轴向运动机构固定在Y轴运动平台上，焊头的吸嘴固定在Z轴运动平台上，所述的焊头吸嘴在晶圆芯片台吸取芯片然后将芯片粘贴在引线框架轨道上的引线框架的载芯板上；所述的焊头运动控制系统包括工控机、运动控制卡、信号输入/输出卡、分别驱动X轴、Y轴、Z轴运动平台进行运动的X轴、Y轴、Z轴伺服电机以及限定X轴、Y轴、Z轴运动平台的运动位置的位置传感器；所述三维运动焊头的各个伺服电机、各个位置传感器与运动控制卡电连接，所述的运动控制卡插入工控机的PCI插槽中；所述焊头吸嘴控制系统包括真空控制电磁阀和压缩空气控制电磁阀，所述真空控制电磁阀与压缩空气控制电磁阀分别与所述的信号输入/输出卡电连接；所述的焊头吸嘴检测系统包括漏晶传感器和漏晶检测灯，所述的漏晶传感器与所述的信号输入/输出卡电连接:所述的信号输入/输出卡插入工控机的PCI插槽中。具体地，所述的位置传感器为光敏传感器，包括对X轴、Y轴、Z轴运动平台分别设置的原点位置传感器、正向极限位置传感器和负向极限位置传感器。所述的真空控制电磁阀为两位三通电磁阀，所述的压缩空气控制电磁阀为两位三通电磁阀，分别设置在真空/压缩气管24上。所述的漏晶传感器为光敏传感器，设置在焊头吸嘴的上方，所述的漏晶检测灯设置在焊头吸嘴的原点位置与晶圆芯片台的芯片粘贴位置之间焊头吸嘴移动路径的下方。更好地，所述的焊头吸嘴的原点位置与晶圆芯片台的芯片拾取位置的三维距离为:X小于±2.5mm, Z等于45mm至55mm, Y等于8mm至12mm ;焊头吸嘴的原点位置与引线框架轨道上的引线框架元件的待粘片位置的三维距离为:X小于2.5mm，Z等于15mm至25mm，Y等于35_至45mmη本技术的自动粘片机的控制系统，适应性强、操作简单、稳定可靠，可以实现高速、精确地进行芯片的拾取和粘贴，有效降低成本，提高产品产量和质量。下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细的说明。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的控制系统示意图；图3为吸嘴真空与压缩空气电磁阀控制示意图； 图4为原点与拾取位置、粘片位置之间的相对位置关系示意图；【具体实施方式】图1为本技术的结构示意图，如图所示，自动粘片机三维运动焊头由Χ、Υ、Ζ三个运动方向互相垂直的运动机构组成，X轴向的运动机构处于最低层，Y轴向运动机构固定在X轴向运动平台上，Z轴向运动机构固定在Y轴向运动平台上。X轴向滑轨6固定在机座上，滑轨6的上表面与X轴向运动平台7滑动连接，滚珠丝杆2旋入X轴向运动平台7的丝杠螺孔内，当X轴伺服电机I带动滚珠丝杆2转动时，在X轴向滑轨6上面的X轴运动平台7产生X方向的滑动。Y轴向滑轨13固定在X轴运动平台7上，滑轨13的上表面与Y轴向运动平台14滑动连接，滚珠丝杆9旋入Y轴向运动平台14的丝杠螺孔内，当Y轴伺服电机8带动滚珠丝杆9转动时，在滑轨13上面的Y轴向运动平台14产生Y轴向的滑动。Z轴向滑轨20固定在Y轴运动平台14上，滑轨20表面与Z轴向运动平台21滑动连接，滚珠丝杆16旋入Z轴向运动平台21的丝杠螺孔内，当Z轴伺服电机15带动滚珠丝杆16转动时，在滑轨20上面的Z轴向运动平台21产生Z轴向的滑动。焊头的吸嘴22与Z轴向运动平台21固定连接，吸嘴22上端与真空/压缩气管24连接。焊头吸嘴22在上述三轴运动机构的带动下进行向前和向后的往复运动，在晶圆芯片台25拾取芯片后移动到引线框架轨道26，将芯片粘贴在引线框架元27上。图2为本技术的控制系统示意图，如图2结合图1所示，焊头运动控制系统包括工控机、运动控制卡、信号输入/输出卡、分别驱动X轴、Y轴、Z轴运动平台进行运动的X轴伺服电机1、y轴伺服电机8、ζ轴伺服电机15，以及X轴运动平台的原点位置传感器4、正向极限位置传感器5和负向极限位置传感器3，Y轴运动平台的原点位置传感器11、正向极限位置传感器12和负向极限位置传感器10，Z轴运动平台的原点位置传感器18、正向极限位置传感器19和负向极限位置传感器17。其中正向和负向极限位置传感器限定运动平台的运动区间，原点位置传感器决定运动平台所处的初始位置。所述的工控机是通用的工业用计算机，一般具有多个PCI总线插槽，运动控制卡、信号输入/输出卡是专业厂家提供的标准配置件。所述的运动控制卡插入工控机的PCI插槽中，并将三维运动焊头的各个伺服电机、位置传感器与运动控制卡对应的控制信号连接起来。运动控制卡是基于工控机PCI总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，它与工控机构成主从式控制结构:工控机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作，运动控制卡负责控制电机运动。运动控制卡至少可控制3台步进电机或数字式伺服电机，并支持多卡共用，以实现至少三个运动轴的控制；每轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动粘片机的三维运动焊头控制系统，包括焊头的运动控制系统，焊头的吸嘴控制系统、焊头吸嘴的检测系统，其中焊头的运动控制系统为X轴、Y轴、Z轴三个轴向运动的控制系统，所述的X轴向的运动机构处于最低层，Y轴向运动机构固定在X轴运动平台上，Z轴向运动机构固定在Y轴运动平台上，焊头的吸嘴固定在Z轴运动平台上，所述的焊头吸嘴在晶圆芯片台吸取芯片然后将芯片粘贴在引线框架轨道上的引线框架的载芯板上；其特征是，所述的焊头运动控制系统包括工控机、运动控制卡、信号输入/输出卡、分别驱动X轴、Y轴、Z轴运动平台进行运动的X轴、Y轴、Z轴伺服电机以及限定X轴、Y轴、Z轴运动平台的运动位置的位置传感器；所述三维运动焊头的各个伺服电机、各个位置传感器与运动控制卡电连接，所述的运动控制卡插入工控机的PCI插槽中；所述焊头吸嘴控制系统包括真空控制电磁阀和压缩空气控制电磁阀，所述真空控制电磁阀与压缩空气控制电磁阀分别与所述的信号输入/输出卡电连接；所述的焊头吸嘴检测系统包括漏晶传感器和漏晶检测灯，所述的漏晶传感器与所述的信号输入/输出卡电连接：所述的信号输入/输出卡插入工控机的PCI插槽中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚剑锋，张顺，肖峰，胡永刚，
申请(专利权)人：佛山市蓝箭电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44