一种视觉引导下的拾放装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种视觉引导下的拾放装置，用于需要精确定位和拾放的ＩＣ封装过程。本发明专利技术包括基座、贴装头、摄像头、微处理器、第一定位平台、第二定位平台和防撞保护电路，第一定位平台和第二定位平台在基座表面沿ｘ向移动，安装于第一定位平台的贴装头和安装于第二定位平台上的摄像头相对于基座沿ｙ向移动，在第一定位平台和第二定位平台上设有防撞保护电路。本发明专利技术实现视觉机构与贴装头的同步运行，减轻定位平台的负载，提高了定位平台的运行速度，并确保移动平台安全可靠地高速运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于IC制造
，具体涉及一种视觉引导下的高速、高精 拾放装置，应用于需要精确定位和拾放的IC封装过程。
技术介绍
在电子封装制造中，经常需要将晶元或芯片等元件从一个位置(如晶 圆盘或喂料器等供料装置)拾取后快速转移并放置到另一个位置(如基板或PCB板)。上述功能通常是由拾放(Pick and place)装置来完成的。随着 现代电子技术的快速发展，元件尺寸变得越来越小，而对封装精度和速度 要求越来越高，如引线键合22线/秒，键合精度3um。由于基板和PCB板 存在制造、运动等误差，为确保元件能够准确地放置到所要求的工位，在 元件放置前需要通过视觉系统预先获取该工位的实际位姿信息。现有的拾放装置一般由定位平台、贴装头和视觉机构组成。其中贴装 头用于元件的拾取和放置，定位平台用于完成元件的转移，视觉机构用于 获取实际工位的位姿信息。现有的拾放装置由于视觉机构和贴装头固定安 装在同一定位平台上，造成视觉机构在"看"的同时不能去拾取和转移元 件，而在元件进行拾取、转移和放置等运动过程中，视觉机构不能"看"， 从而影响了拾放系统的效率。同时，贴装头和视觉机构同时安装在同一定 位平台上也造成了定位平台的负载较重，因而也使得定位平台难以实现高 速和高加速度运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种视觉引导下的拾放装 置，实现视觉机构与贴装头的同步运行，同时减轻定位平台的负载从而提高定位平台的运行速度。 本专利技术的技术方案为一种视觉引导下的拾放装置，包括基座l、贴装头4、摄像头5和微处 理器18，摄像头5与微处理器18相接，其特征在于，还包括分别与微处理器18相接的第一定位平台2、第二定位平台3和防撞保护电路15，防撞保 护电路15安装于第一定位平台2和第二定位平台3上，第一定位平台2和 第二定位平台3在基座表面沿x轴向移动;贴装头4安放于第一定位平台2， 摄像头5安放于第二定位平台3，贴装头4和摄像头5相对于基座1沿y轴 向移动。所述第一定位平台2包括第一 x向运动模块、位于其上的第一 y向运 动模块、分别驱动第一 x向和第一 y向运动模块移动的第一 x向驱动机构 和第一 y向驱动机构，以及分别测量第一 x向和第一 y向运动模块位移量 的第一 x向位移传感器和第一 y向位移传感器，所述贴装头4安装于第一 y 向运动模块上，所述微处理器分别与第一 x向驱动机构、第一 y向驱动机 构、第一 x向位移传感器和第一 y向位移传感器相接。所述第二定位平台3包括第二 x向运动模块、位于其上的第二 y向运 动模块、分别驱动第二 x向和第二 y向运动模块移动的第二 x向驱动机构 和第二 y向驱动机构，以及分别测量第二 x向和y向运动模块位移量的第 二 x向位移传感器和第二 y向位移传感器，所述摄像头5安装于第二 y向 运动模块上，所述微处理器分别与第二x向驱动机构、第二y向驱动机构、 第二 x向位移传感器和第二 y向位移传感器相接。与现有的技术相比，本专利技术的技术效果体现为(1) 本专利技术通过"手""眼"分离，实现了 "手""目艮"独立并行工作， 同时也减轻了每个定位平台XY向的负载重量，易于实现定位平台的高速 和高加速度运动与定位，从而提高拾放装置的效率。(2) 本专利技术提供的双冗余防撞保护电路，可确保移动平台安全可靠地高速运行。附图说明图l是本专利技术结构示意图；图2是本专利技术防撞保护电路原理图；图3是本专利技术的实施例结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细描述。图l是本专利技术结构示意图，本专利技术主要包括基座l、第一定位平台2， 第二定位平台3、贴装头4、摄像头5和微处理器18。其中第一定位平台2 和第二定位平台3分别安装在基座1上，贴装头4安装在第一定位平台2 上，摄像头5安装在第二定位平台上。在基板6上包含有不同的待放置元 件工位7， 8为待放置元件。图中所示的x、 y、 z为三维坐标系的x轴、y 轴和z轴，用以说明本专利技术各部件的移动方向。在工作时，微处理器18驱动第一定位平台2沿x轴向移动到元件拾取 位置后，通过贴装头4拾取元件8。同时，驱动第二定位平台3移动到待放 置元件工位7并通过摄像头5获得该工位的实际位姿信息。依据工位实际 位姿信息驱动第一定位平台2上的贴装头4到该待放置元件的实际位置对 元件8进行准确放置。为避免两定位平台在x向高速运行时发生碰撞，在第一定位平台2和 第二定位平台3上还分别安装了一个防撞传感器，防撞传感器随两定位平 台一起沿x向运动。当两防撞传感器中任意一个传感器检测到运动平台的 在x向相对间距到达预先设定的碰撞保护距离时，由微处理器同时控制两 定位平台的x向驱动电动机快速停止，从而达到防撞的目的。图2是两运动机构防撞保护电路原理图。防撞保护电路15由防撞传感 器151、 152，放大器201， 202，逻辑运算电路19组成。在通常情况下， 传感器151， 152输出为高电平，当两传感器151， 152中任意一个传感器 检测到运动机构的间距到达预先设定的防撞距离时，该传感器输出低电平，经放大器201， 202放大处理后，由逻辑运算电路与运算，同时产生两路低 电平信号给微处理器18，作为两运动机构x向移动的限位触发信号，微处 理器18根据该信号，控制x向驱动电机快速停止，从而达到防撞的目的。图3为本专利技术具体实施例的结构示意图。因为第一定位平台2和第二 定位平台3除了局部不同之外，其它结构大致相同，因此下面主要围绕第 一定位平台2详细说明本实施例。第一定位平台2的x向运动模块由安放在基座1上的导轨23、在导轨 23上的四个滑块25以及在滑块25上放置的T型基台13构成；T型基台 13上面放置由导轨和滑块组成的线性模组101构成的y向运动模块。贴装 头4通过支撑架27连接于模组101的滑块上。在y向运动模块和x向运动模块的带动下，所述贴装头4在第一定位 平台构成的xy向平面内运动。由于大理石良好的吸振功效，可以尽量减小平台在高速加速运动中引 起的振动，因此基座1由大理石制成。为满足高性能拾放装置高速、高加 速度快速启停和长距离运行的要求，本实施例中x向驱动机构采用直线电 动机驱动，具体由电机定子24和电机动子118构成，直线电机U型定子 24安装在大理石基座1的凹槽中，直线电机动子118下端插入到U型定子 中，上端固定在T型基台13的下部。y向驱动机构通过安装在模组尾部的 交流伺服电机130驱动。x向和y向位移传感器采用线位移光栅尺105、31和光栅尺读数头106、 32， x向位移传感器的线位移光栅尺105安装在基座1上，光栅尺读数头 106通过金属连接件固接在T型基台13; y向位移传感器的线位移光栅尺 31安装在T型基台13侧壁，光栅尺读数头32安装于模组101的滑块上。第二定位平台与第一定位平台结构不同之处在于将所述贴装头换为视 觉机构，其它结构相同。第二定位平台的x向运动模块与第一定位平台的x 向运动模块可共用导轨23和光栅尺105。在模组T型基台13上还分别安装了防撞传感器组件151、 152，由于激 光测距传感器测距精确，响应快，抗干扰能力强，本实施例采用激光测距 传感器作为防撞传感器，并调整其安装位置和距离确保传感器能够准确接收到信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉引导下的拾放装置，包括基座（１）、贴装头（４）、摄像头（５）和微处理器（１８），摄像头（５）与微处理器（１８）相接，其特征在于，还包括分别与微处理器（１８）相接的第一定位平台（２）、第二定位平台（３）和防撞保护电路（１５），防撞保护电路（１５）安装于第一定位平台（２）和第二定位平台（３）上，第一定位平台（２）和第二定位平台（３）在基座表面沿ｘ轴向移动；贴装头（４）安放于第一定位平台（２），摄像头（５）安放于第二定位平台（３），贴装头（４）和摄像头（５）相对于基座（１）沿ｙ轴向移动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹周平，权建洲，陈建魁，王瑜辉，熊有伦，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]