用于调整接合装置的部件之间的相对位置的系统制造方法及图纸

本发明专利技术接合装置包括可移动接合头夹头、配置为与接合头夹头一起移动的参考标记、翻转头夹头、第一和第二成像装置和调整机构。在使用中，第一成像装置捕获参考标记和翻转头夹头的一个或多个图像，以及第二成像装置捕获参考标记和接合头夹头的一个或多个图像。基于从翻转头夹头、接合头夹头和参考标记的图像确定的偏移，调整机构将接合头夹头的位置与翻转头夹头的位置对准。翻转头夹头拾取电气部件，并将电气部件传送给在对准位置的接合头夹头。

【技术实现步骤摘要】
用于调整接合装置的部件之间的相对位置的系统
本专利技术涉及一种用于调整接合装置的不同部件之间的相对位置的系统以及包括了这种系统的接合装置。
技术介绍
图1示出了现有技术的接合装置100。接合装置100具有带有结合头夹头104的接合头102和带有翻转头夹头108的翻转头106。在使用中，翻转头夹头108从晶片112拾取芯片110，并且被翻转180°。然后，接合头夹头104从翻转头夹头108拾取芯片110。重要的是通过确保在交接过程中接合头夹头104和翻转头夹头108对准，从而保证将芯片110从翻转头夹头108交接到接合头夹头104的稳定性。这是因为这种交接稳定性对用于芯片接合的焊剂浸渍（fluxdipping）的质量以及接合质量都有直接的影响。接合头夹头104拾取芯片110的位置可以称为具有笛卡尔坐标X、Y的交接位置。在装置100中，交接位置取决于接合头夹头104的位置并且可以通过移动接合头102来调整。交接位置的高度也是固定的，并且由接合装置100获得。交接位置的X和Y的分量通常由手动和自动调整的组合来确定。具体地，用户直观地估计接合头夹头104的中心和翻转头夹头108的中心之间的偏移，并手动调整接合头夹头104的X、Y的位置来使这些中心相对准。图2是芯片110的中心相对于接合头夹头104的中心的图示。为了验证上述手动调整的精度，首先将接合头夹头104的中心调整到一台仰视相机的光学中心。然后，芯片110由翻转头夹头108拾取并交接给接合头夹头104，然后该接合头夹头104被移动到与仰视相机的光学中心对准的位置。然后，确定芯片110相对于仰视相机的光学中心的位置，芯片110的中心从接合头夹头104的中心偏移偏移量202，相当于其从仰视相机的光学中心偏移偏移量202。理想情况下，这个数值202应该是零。在接合装置100中，如果偏移量202不足够接近零，则需要手动进一步调整接合头102直到偏移量接近零为止。再次验证该补偿的精度，重复调整接合头102并验证补偿的精度的过程，直到偏移量202可接受地接近零。然后，接合头夹头104的最终调整位置用于将芯片110从翻转头夹头108传送到接合头夹头104。如上所述，接合装置100的设置是繁琐的，因为它要求用户直观估计偏移并手动调整接合头102。此外，装置100的设置时间很长，因为设置需要重复的试错以达到令人满意的效果。至关重要的是，接合头夹头104在远离夹头104的中心的位置不能拾取芯片110（其可被称为拾取误差）。拾取误差可能导致机器误差。例如，接合头夹头104可能不会成功地拾取芯片110，导致交接失败。也存在芯片110的位置不完全覆盖接合头夹头104上的吸孔的可能性。这引起空气泄漏，导致对芯片110的吸力差，进而增加了芯片110掉落的风险。拾取误差也可能使芯片110旋转，导致检查芯片110需要较大的仰角。由于上述原因，每当出现拾取误差时，产出的接合质量往往很差并且可能发生接合后错误，从而影响装置100的吞吐量。此外，如果芯片110与接合头夹头104的中心之间未对准导致夹头104的吸入孔部分露出，则在焊剂浸渍过程中存在吸入焊剂的风险，进而会污染接合头夹头104。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种新的和有用的用于调整接合装置的部件之间的相对位置的系统。总体来讲，本专利技术提出了一种具有可移动接合头夹头、翻转头夹头和与接合头夹头一起移动的参考标记的接合装置，其中参考标记用于将接合头夹头的位置与翻转头夹头的位置对准。具体地，本专利技术的第一方面是一种接合装置，包括：可移动接合头夹头；参考标记，其被配置为与所述接合头夹头一起移动；翻转头夹头，其被配置成拾取电气部件并将所述电气部件传送到接合头夹头；第一成像装置，其被配置为捕获参考标记和翻转头夹头的一个或多个图像；第二成像装置，其被配置为捕获参考标记和接合头夹头的一个或多个图像；以及调节机构，其基于从翻转头夹头、接合头夹头和参考标记的图像确定的偏移可操作地将接合头夹头的位置和翻转头夹头的位置对准。可以通过光学校准而非手动地调整上述接合装置中的交接位置。这使得进行调整更加容易。由于不仅在设置接合装置时而且每次在夹头改变之后通常交接位置被调整，所以可以大大减少用户方面的努力。此外，与手动调整接合装置（当不同用户调整交接位置时其通常导致交接位置的变化）相比，可以更精准地调整上述接合装置中的交接位置。这使得接合装置更可靠地处理小型芯片封装。此外，由于通过光学校准获得的交接位置足够准确，因此当夹头改变时可以减少设置时间和重新调整交接位置需要的时间，所以不需要进行基于试错的进一步调整。第一和第二成像装置可以指向相反的方向。通过使用这种成像装置，捕获的图像可以包括配置成保持电气部件的夹头的部分（因为这些部分也是相对的）。这可以增加通过捕获的图像确定的交接位置的准确性。根据权利要求1所述的装置，其中，所述参考标记可在通过第一成像装置能够看到的位置和通过第二成像装置能够看到的位置之间移动.第一成像装置可以位于翻转头夹头上方的相对固定位置。这样可以减少接合装置中的可移动部件的数量，进而便于维护接合装置。参考标记可以在通过第一成像装置能够看到的位置和通过第二成像装置能够看到的位置之间移动。参考标记可以位于透明体上。这使得可从透明体的上侧和下侧看到参考标记。这不仅使制造接合装置更容易，而且增加了使用参考标记确定的交接位置的准确度。例如，透明体可以包括玻璃。可以使用下述信息来确定偏移：接合头夹头与由第二成像装置捕获的接合头夹头和参考标记的一个或多个图像获得的参考标记之间的距离；以及由通过第一成像装置捕获的参考标记和翻转头夹头的一个或多个图像获得的参考标记和翻转头夹头相对于第一成像装置的位置。使用参考标记作为两个成像装置之间的公共参考，使切换位置更容易和精确地确定。本专利技术的第二方面是一种用于将可移动接合头夹头的位置与翻转头夹头的位置对准的方法，所述翻转头夹头构造成拾取电气部件并将电气部件传送到接合头夹头，所述方法包括以下步骤：使用第一成像装置捕获翻转头夹头和被配置成随接合头夹头移动的参考标记的一个或多个图像；使用第二成像装置捕获接合头夹头和参考标记的一个或多个图像；使用翻转头夹头、接合头夹头和参考标记的图像确定翻转头夹头和接合头夹头之间的偏移；以及相对翻转头夹头调整接合头夹头以便基于所述确定的偏移使接合头夹头和翻转头夹头的位置对准。本专利技术的第三方面是一种接合装置，包括：可移动接头夹头；参考标记，其被配置为与所述接合头夹头一起移动；第一成像装置，其被配置为捕获参考标记和所述接合头夹头可操作地与电气部件接合的接合位置的一个或多个图像；第二成像装置，其被配置为捕获参考标记和接合头夹头的一个或多个图像；以及调整机构，其基于从所述接合位置、接合头夹头和参考标记的图像确定的偏移可操作地将所述接合头夹头的位置与所述接合位置对准。附图说明现在将仅参考以下附图来说明本专利技术的实施例，其中：图1示出了现有技术的接合装置的示意图；图2是相对于图1的现有技术的接合装置的接合头夹头的芯片的图示；图3示出了根据本专利技术的优选实施例的接合装置的示意图；图4示出了用于调整相对于图3的接合装置的翻转头夹头的接合头夹头位置的方法的流程图；图5（a）至图5（h）示出了图4的方法的步骤的示意图；图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接合装置，包括：可移动接合头夹头；参考标记，其被配置为与所述接合头夹头一起移动；翻转头夹头，其被配置成拾取电气部件并将所述电气部件传送到所述接合头夹头；第一成像装置，其被配置为捕获所述参考标记和所述翻转头夹头的一个或多个图像；第二成像装置，其被配置为捕获所述参考标记和所述接合头夹头的一个或多个图像；和调整机构，其基于从所述翻转头夹头、接合头夹头和参考标记的图像确定的偏移，可操作地将所述接合头夹头的位置与所述翻转头夹头的位置对准。

【技术特征摘要】
2016.11.07 US 15/344,9471.一种接合装置，包括：可移动接合头夹头；参考标记，其被配置为与所述接合头夹头一起移动；翻转头夹头，其被配置成拾取电气部件并将所述电气部件传送到所述接合头夹头；第一成像装置，其被配置为捕获所述参考标记和所述翻转头夹头的一个或多个图像；第二成像装置，其被配置为捕获所述参考标记和所述接合头夹头的一个或多个图像；和调整机构，其基于从所述翻转头夹头、接合头夹头和参考标记的图像确定的偏移，可操作地将所述接合头夹头的位置与所述翻转头夹头的位置对准。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一和第二成像装置指向相反的方向。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一成像装置位于所述翻转头夹头上方的相对固定位置。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述参考标记能够在通过所述第一成像装置能够看到的位置和通过所述第二成像装置能够看到的另一位置之间移动。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述参考标记位于透明体上。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述透明体包括玻璃。7.根据权利要求1所述的装置，其中，使用下述信息确定所述偏移：所述接合头夹头和所述参考标记之间的距离，其中所述参考标记从通过所述第二成像装置捕获的所述接合头夹头和所述参考标记的一个或多个图像获得；和从通过所述第一成像装置捕获的所述参考标记和所述翻转头夹头的一个或多个图像中获得的、所述参考标记和所述翻转头夹头相对于所述第一成像装置的位置。8.一种用于将可移动接合头夹头的位置与翻转头夹头的位置对准的方法，所述翻转头夹头被配置成拾取电气部件并将所述电气部件传送到所述接合头夹头，所述方法包括以下步骤：使用第一成像装置捕获所述翻转头夹头和被配置成与所述接合头夹头一起移动的参考...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡瑞璋，唐良红，丘允贤，张伟源，林巨凎，
申请(专利权)人：先进科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG