一种基于空气轴承的控力贴合头制造技术

本发明专利技术涉及半导体封装领域技术领域，具体为一种基于空气轴承的控力贴合头，所述贴合头包括外壳，所述外壳内设有旋转电机，所述旋转电机的输出轴通过联轴器连接有弹簧控力模块，所述外壳下端设置有空气轴承固定座，所述吸嘴杆与弹簧控力模块连接，所述吸嘴杆和空气轴承固定座之间设置有空气轴承，所述吸嘴杆内开设有用于吸住吸嘴的吸吸嘴通道和连接吸嘴用于吸芯片的吸芯片通道，所述贴合头内还设有分别连通吸吸嘴通道和吸芯片通道的吸吸嘴气路和吸芯片气路，将小型化空气轴承代替导轨在实现精准小压力控力在偏差

【技术实现步骤摘要】
一种基于空气轴承的控力贴合头


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，具体为一种基于空气轴承的控力贴合头。

技术介绍

[0002]固晶机又称上晶机、晶片粘贴机，是一种封装机械，其中固晶机设备的贴合头模组在固晶机其他的模组的驱动下被带动进行作业，在固晶机驱动模块的直线电机等驱动结构的作用下被带动，从而起到抓取和按压贴合的作用，在用于对芯片的贴合时对力度的精度和控制都有较高的要求。
[0003]目前市面上的固晶设备的贴合头模组，基本上是以直线导轨或者交叉滚子导轨作为导向，这样的导向方式存在一定的摩擦力，将导致小压力贴合（0
‑
50g）的精度存在正负
±
10g的偏差，为了进一步提高贴合的精准度，需要有一种新的方式对导向方式进行改进。

技术实现思路

[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种采用小型化空气轴承代替导轨实现精准小压力控力的一种基于空气轴承的控力贴合头。
[0005]本专利技术提供如下技术方案：一种基于空气轴承的控力贴合头，贴合头包括外壳，外壳内设有旋转电机，旋转电机的输出轴通过联轴器连接有弹簧控力模块，外壳下端设置有空气轴承固定座，空气轴承固定座内套设有吸嘴杆，吸嘴杆与弹簧控力模块连接，吸嘴杆和空气轴承固定座之间设置有空气轴承。
[0006]吸嘴杆内开设有用于吸住吸嘴的吸吸嘴通道和连接吸嘴用于吸芯片的吸芯片通道。
[0007]空气轴承固定座和空气轴承之间留有第一气路，空气轴承上端和下端分别开设有连通第一气路的第二气路和第三气路，空气轴承靠近吸嘴杆表面的上下两端分别开设有第一小孔组和第二小孔组，第二气路和第三气路与第一小孔组和第二小孔组连通，第一气路接受气源后分别通过第二气路和第三气路进入第一小孔组和第二小孔组并作用于吸嘴杆的表面形成空气薄膜。贴合头内还设有分别连通吸吸嘴通道和吸芯片通道的吸吸嘴气路和吸芯片气路。
[0008]借由上述结构，通过旋转电机的转动，经由柔性联轴器带动弹簧片控力模块旋转，使得与弹簧片控力模块连接的吸嘴杆一同旋转，实现旋转电机带动吸嘴杆在空气轴承中进行旋转的功能，进而在此基础上，本贴合头安装在固晶机上使用时，在驱动结构的带动下进行吸取或贴合芯片。具体来说本贴合头先通过吸吸嘴通道吸取吸嘴，吸芯片通道与吸嘴的吸取孔连接，使得其能够吸附芯片，在进行吸取或贴合芯片时，吸嘴杆底部触碰到硬物后，将相对空气轴承等结构向上运动，配合弹簧片控力模块实现闭环力控，设有的空气轴承原理为第一气路接受气源进入后降气源分配到第二气路和第三气路，进而分别进入第一小孔组和第二小孔组进行增压，增压后作用于吸嘴杆的表面，并形成空气薄膜，提供刚度和导向，且第一小孔组和第二小孔组的小孔数量越多刚度越均匀且大，从而通过上述结构，小型
化空气轴承代替导轨，空气轴承相对于实体导轨等导向方式，产生的摩擦力小，对力的控制影响小，故而偏差小，将小型化空气轴承代替导轨在实现精准小压力控力在偏差
±
2g的同时，在空气轴承的结构基础上加上两路真空气路，如此实现一路吸芯片，另一路吸吸嘴，从而实现自动切换吸嘴头的功能。
[0009]优选的，弹簧控力模块包括弹簧固定座、弹簧片、连接杆、压力传感器和联轴盖，弹簧固定座上端连接联轴器，弹簧固定座内部设有弹簧片，弹簧固定座还连接有连接杆，连接杆上端顶设在弹簧片上，连接杆上套设有联轴盖，连接杆的另一端穿过联轴盖并连接在吸嘴杆上；弹簧固定座下方还设有压力传感器。且外壳上还设有传感器，贴合头还设有与传感器配合的测量仪。
[0010]由此可见，在吸嘴杆底部触碰到硬物后，将相对空气轴承等结构向上运动，此时传感器感应到联轴盖的运动给出反馈，此模块外的感应器，开始记录位移X，吸嘴杆同时带动连接杆向上运动，由于弹簧片固定座的上下是固定不动的，弹簧片就出现了外圈固定，内圈向上运动的情况，并且采用的弹簧片是具有稳定的刚度K的，从而提供了高精度的控力，即从F=KX公式可知，根据测量的位移，能够得出力大小，精度可控制在
±
2g，是基于位移的闭环力控。
[0011]在此基础上，当联轴盖向上运动直到触碰到压力传感器底部后，吸嘴杆相对于空气轴承没有相对运动，此时下压力完全作用在压力传感器上，即形成基于压力传感器的闭环力控，属于大力控。
[0012]在上述结构的基础上，本专利技术实现贴合头在贴合的过程中的闭环力控，极大的提高力控精度。
[0013]优选的，吸吸嘴气路包括吸嘴气源进气口、第一吸嘴气路和第二吸嘴气路。吸嘴气源进气口同时与第一吸嘴气路和第二吸嘴气路连通，第一吸嘴气路连通有第三吸嘴气路，吸嘴气源进气口在进气后通过第一吸嘴气路并通过与第一吸嘴气路连通的第三吸嘴气路作用于吸嘴杆表面，第二吸嘴气路还连通有第四吸嘴气路，第四吸嘴气路连通吸吸嘴通道。
[0014]由此可见，通过吸嘴气源进气口来连接外界真空气源，进入后分别通过第一吸嘴气路和第二吸嘴气路进行分路，进入第一吸嘴气路的通过与第一吸嘴气路连通的第三吸嘴气路作用于吸嘴杆表面，起到平衡空气轴承的作用，进入第二吸嘴气路连通有第四吸嘴气路，第四吸嘴气路连通吸吸嘴通道，用于连接吸取吸嘴，实现吸嘴的更换。
[0015]优选的，吸芯片气路包括吸芯片气源进气口，第一吸芯片气路和第二吸芯片气路，第一吸芯片气路依次连通第二吸芯片气路和吸芯片通道。
[0016]由此可见，通过吸芯片气源进气口连接气源后，依次通过第一吸芯片气路、第二吸芯片气路和吸芯片通道，与吸嘴的吸孔相通，从而起到吸取芯片的作用。
[0017]优选的，联轴器为柔性联轴器。
[0018]本专利技术将小型化空气轴承代替导轨，利用无物理实际接触的特点，极大的减少摩擦力，从而减少了摩擦力的影响，且在实现精准小压力控力
±
2g的同时，在空气轴承的结构上加上两路真空气路，如此便可实现一路吸芯片，另一路吸吸嘴，实现自动切换吸嘴头的功能。
[0019]本专利技术在基于空气轴承导向的技术上，特殊形状的弹簧片提供精度高，高可靠性的线性控力，切配合传感器，还有例如光栅编码器的测量仪来反馈位移，通过公式F=KX，其
中F为力，K为弹簧片刚度，X为位移，来得到力的数值，进一步实现了贴合头的精准力控，提高贴合精度。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0021]图2为本专利技术的整体结构的剖视图。
[0022]图3为本专利技术的弹簧控力模块结构示意图。
[0023]图4为本专利技术的空气轴承的示意图。
[0024]图5为本专利技术吸吸嘴气路和吸芯片气路示意图。
[0025]图6为本专利技术的弹簧片结构示意图。
实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空气轴承的控力贴合头，其特征在于：所述贴合头包括外壳；所述外壳内设有旋转电机；所述旋转电机的输出轴通过联轴器连接有弹簧控力模块；所述外壳下端设置有空气轴承固定座，所述空气轴承固定座内套设有吸嘴杆；所述吸嘴杆与弹簧控力模块连接；所述吸嘴杆和空气轴承固定座之间设置有空气轴承；所述吸嘴杆内开设有用于吸住吸嘴的吸吸嘴通道和连接吸嘴用于吸芯片的吸芯片通道；所述空气轴承固定座和空气轴承之间留有第一气路，所述空气轴承上端和下端分别开设有连通第一气路的第二气路和第三气路，所述空气轴承靠近吸嘴杆表面的上下两端分别开设有第一小孔组和第二小孔组，所述第二气路和第三气路与第一小孔组和第二小孔组连通；所述第一气路接受气源后分别通过第二气路和第三气路进入第一小孔组合第二小孔组并作用于吸嘴杆的表面形成空气薄膜；所述贴合头内还设有分别连通吸吸嘴通道和吸芯片通道的吸吸嘴气路和吸芯片气路。2.根据权利要求1所述的一种基于空气轴承的控力贴合头，其特征在于：所述弹簧控力模块包括弹簧固定座、弹簧片、连接杆、压力传感器和联轴盖；所述弹簧固定座上端连接联轴器；所述弹簧固定座内部设有弹簧片；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤毅韬，高翔，田泽均，余飞，李博洋，邢昳凡，
申请(专利权)人：珠海市硅酷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：