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专利名称：一种可自动上下料的芯片焊接装置

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410450398.2

专利申请（专利权）人：成都腾诺开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：四川省成都市武侯区武侯新城管委会武兴四路166号8栋B座5层6号

专利发明（设计）人：唐安平

专利摘要：本发明涉及芯片加工技术领域，尤其涉及一种可自动上下料的芯片焊接装置，包括工作台，工作台的顶部安装有三轴移动平台，三轴移动平台上安装有激光锡球焊接机，工作台的顶部连接有用于支撑芯片的倒U形支撑台，倒U形支撑台上设有上下料机构。通过推块Ⅱ能够将激光焊接完成后的芯片向后推送，实现自动下料，通过推块Ⅰ能够将需要进行激光焊接的芯片向后推送至与激光锡球焊接机上的焊接头对准，实现自动上料，且上下料操作同步进行，极大地缩短了焊接的等待时间，有助于实现焊接的连续性和稳定性，以提高焊接效率和质量。

主权利要求：
1.一种可自动上下料的芯片焊接装置，包括工作台（1），工作台（1）的顶部安装有三轴移动平台（2），三轴移动平台（2）上安装有激光锡球焊接机（3），其特征在于，工作台（1）的顶部连接有用于支撑芯片（15）的倒U形支撑台（4），倒U形支撑台（4）上设有上下料机构，上下料机构包括安装在工作台（1）顶部的步进电机（51），倒U形支撑台（4）内侧顶部的前后两侧均左右对称连接有两个安装板（52），前侧两个安装板（52）之间转动式连接有前后两根转轴Ⅰ（53），两根转轴Ⅰ（53）之间通过皮带轮套有平皮带Ⅰ（54），平皮带Ⅰ（54）上左右对称连接有两个推块Ⅰ（55），推块Ⅰ（55）用于将芯片（15）向后推送至与激光锡球焊接机（3）上的焊接头对准，倒U形支撑台（4）的顶部开设有左右两个以供推块Ⅰ（55）移动的通槽Ⅰ（41），后侧两个安装板（52）之间转动式连接有前后两根转轴Ⅱ（56），两根转轴Ⅱ（56）之间通过皮带轮套有左右两根平皮带Ⅱ（57），平皮带Ⅱ（57）上连接有用于将焊接完成的芯片（15）向后推送的推块Ⅱ（58），倒U形支撑台（4）的顶部开设有左右两个以供推块Ⅱ（58）移动的通槽Ⅱ（42），步进电机（51）的输出轴与后侧的转轴Ⅰ（53）以及前侧的转轴Ⅱ（56）传动连接，以驱使平皮带Ⅰ（54）和平皮带Ⅱ（57）转动，推块Ⅰ（55）随平皮带Ⅰ（54）转动至朝上与通槽Ⅰ（41）对准时，推块Ⅱ（58）随平皮带Ⅱ（57）转动至朝上进入通槽Ⅱ（42）内，倒U形支撑台（4）的顶部设有左右两个能够相互靠近以及相互远离的倒U形推板（6），工作台（1）的顶部安装有双头气缸（7），双头气缸（7）两侧的伸缩杆分别与两个倒U形推板（6）连接，以驱使两个倒U形推板（6）相互靠近将芯片（15）移动居中，倒U形支撑台（4）的顶部涂有润滑涂料；
倒U形支撑台（4）的顶部设有用于定位芯片（15）的定位机构，定位机构包括设置在倒U形支撑台（4）上部能够上下移动的定位板（81），定位板（81）与倒U形支撑台（4）之间连接有弹性件Ⅰ（82），倒U形支撑台（4）内侧顶部的前侧设有能够前后移动的L形推板（83），L形推板（83）的后侧面为斜面且与定位板（81）的底部接触，L形推板（83）向后移动时通过其上的斜面推动定位板（81）上移定位芯片（15），L形推板（83）与倒U形支撑台（4）之间连接有弹性件Ⅱ（84），L形推板（83）上连接有磁铁Ⅰ（85），平皮带Ⅰ（54）上靠近推块Ⅰ（55）的一侧连接有磁铁Ⅱ（86），磁铁Ⅱ（86）随平皮带Ⅰ（54）转动能够与磁铁Ⅰ（85）接触。
2.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的芯片焊接装置，其特征在于，工作台（1）的顶部设有用于清理芯片（15）上表面杂质的清理机构，清理机构包括连接在工作台（1）顶部的倒U形固定板（91），倒U形固定板（91）的上部通过滑杆（92）滑动式连接有能够上下移动的毛刷（93），毛刷（93）与倒U形固定板（91）之间连接有弹性件Ⅲ（94），毛刷（93）上连接有推杆（95），L形推板（83）上连接有与推杆（95）接触的挤压杆（96），倒U形支撑台（4）的顶部开有以供挤压杆（96）前后移动的导槽，挤压杆（96）的后侧上部为斜面，挤压杆（96）向后移动时通过其上的斜面挤压推杆（95）下移，从而使毛刷（93）下移与芯片（15）的上表面接触。
3.根据权利要求2所述的一种可自动上下料的芯片焊接装置，其特征在于，两个倒U形推板（6）相互靠近的一侧上部均连接有连接板（10），连接板（10）上间隔设有能够转动的滚轮（11）。
4.根据权利要求3所述的一种可自动上下料的芯片焊接装置，其特征在于，定位板（81）和滚轮（11）的制作材质均为橡胶，定位板（81）和滚轮（11）的外表面均涂有油性涂料。
5.根据权利要求1所述的一种可自动上下料的芯片焊接装置，其特征在于，工作台（1）的顶部连接有前侧为敞口式设置的防护罩（12），防护罩（12）的后侧壁下部开有以供芯片（15）移出的出口。
6.根据权利要求5所述的一种可自动上下料的芯片焊接装置，其特征在于，防护罩（12）的内侧顶部安装有排气扇（13），防护罩（12）的顶部连接有排气管（14）。 说明书 : 一种可自动上下料的芯片焊接装置技术领域[0001] 本发明涉及芯片加工技术领域，尤其涉及一种可自动上下料的芯片焊接装置。背景技术[0002] 激光锡球焊接因其局部加热、高效加热与冷却、非接触式焊接以及精确控制能量输入等特点，成为芯片焊接的理想选择，激光锡球焊接技术利用激光束的高能量密度和精确聚焦特性，实现对芯片焊接区域的局部加热，使焊料迅速熔化并与芯片焊盘紧密结合，实现高质量、高精度的焊接连接，确保芯片的性能稳定可靠，并提高生产效率。[0003] 现有的激光锡球焊接设备普遍由工作台、三轴移动平台和激光锡球焊接机组成，通过三轴移动平台带动激光锡球焊接机进行上下前后左右三轴移动对芯片进行焊接，进行焊接作业时，芯片的上下料通过人工手动或是吸盘式机械臂进行，人工手动上下料的方式难以保证每次放置的位置一致，需要反复的调整芯片的位置以使芯片与激光锡球焊接机上的焊接头对准，从而导致劳动强度大、工作效率低，而吸盘式机械臂进行上下料的方式则是在激光锡球焊接设备的两侧均配备吸盘式机械臂，两侧吸盘式机械臂分别对芯片进行上料以及下料，由于吸盘式机械臂上下料结构属于激光锡球焊接设备的外部设备，并非与激光锡球焊接设备一体，导致吸盘式机械臂占据激光锡球焊接设备两侧空间较大，从而会直接导致生产车间内可用空间减少。发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种可自动上下料的芯片焊接装置，以解决上述背景技术中提出的人工手动上下料劳动强度大、工作效率低，而外配吸盘式机械臂进行上下料会占据激光锡球焊接设备两侧空间较大，直接导致生产车间内可用空间减少等问题。[0005] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种可自动上下料的芯片焊接装置，包括工作台，工作台的顶部安装有三轴移动平台，三轴移动平台上安装有激光锡球焊接机，工作台的顶部连接有用于支撑芯片的倒U形支撑台，倒U形支撑台上设有上下料机构，上下料机构包括安装在工作台顶部的步进电机，倒U形支撑台内侧顶部的前后两侧均左右对称连接有两个安装板，前侧两个安装板之间转动式连接有前后两根转轴Ⅰ，两根转轴Ⅰ之间通过皮带轮套有平皮带Ⅰ，平皮带Ⅰ上左右对称连接有两个推块Ⅰ，推块Ⅰ用于将芯片向后推送至与激光锡球焊接机上的焊接头对准，倒U形支撑台的顶部开设有左右两个以供推块Ⅰ移动的通槽Ⅰ，后侧两个安装板之间转动式连接有前后两根转轴Ⅱ，两根转轴Ⅱ之间通过皮带轮套有左右两根平皮带Ⅱ，平皮带Ⅱ上连接有用于将焊接完成的芯片向后推送的推块Ⅱ，倒U形支撑台的顶部开设有左右两个以供推块Ⅱ移动的通槽Ⅱ，步进电机的输出轴与后侧的转轴Ⅰ以及前侧的转轴Ⅱ传动连接，以驱使平皮带Ⅰ和平皮带Ⅱ转动，推块Ⅰ随平皮带Ⅰ转动至朝上与通槽Ⅰ对准时，推块Ⅱ随平皮带Ⅱ转动至朝上进入通槽Ⅱ内，倒U形支撑台的顶部设有左右两个能够相互靠近以及相互远离的倒U形推板，工作台的顶部安装有双头气缸，双头气缸两侧的伸缩杆分别与两个倒U形推板连接，以驱使两个倒U形推板相互靠近将芯片移动居中。[0006] 优选地，倒U形支撑台的顶部涂有润滑涂料。[0007] 优选地，倒U形支撑台的顶部设有用于定位芯片的定位机构，定位机构包括设置在倒U形支撑台上部能够上下移动的定位板，定位板与倒U形支撑台之间连接有弹性件Ⅰ，倒U形支撑台内侧顶部的前侧设有能够前后移动的L形推板，L形推板的后侧面为斜面且与定位板的底部接触，L形推板向后移动时通过其上的斜面推动定位板上移定位芯片，L形推板与倒U形支撑台之间连接有弹性件Ⅱ，L形推板上连接有磁铁Ⅰ，平皮带Ⅰ上靠近推块Ⅰ的一侧连接有磁铁Ⅱ，磁铁Ⅱ随平皮带Ⅰ转动能够与磁铁Ⅰ接触。[0008] 优选地，工作台的顶部设有用于清理芯片上表面杂质的清理机构，清理机构包括连接在工作台顶部的倒U形固定板，倒U形固定板的上部通过滑杆滑动式连接有能够上下移动的毛刷，毛刷与倒U形固定板之间连接有弹性件Ⅲ，毛刷上连接有推杆，L形推板上连接有与推杆接触的挤压杆，倒U形支撑台的顶部开有以供挤压杆前后移动的导槽，挤压杆的后侧上部为斜面，挤压杆向后移动时通过其上的斜面挤压推杆下移，从而使毛刷下移与芯片的上表面接触。[0009] 优选地，两个倒U形推板相互靠近的一侧上部均连接有连接板，连接板上间隔设有能够转动的滚轮。[0010] 优选地，定位板和滚轮的制作材质均为橡胶，定位板和滚轮的外表面均涂有油性涂料。[0011] 优选地，工作台的顶部连接有前侧为敞口式设置的防护罩，防护罩的后侧壁下部开有以供芯片移出的出口。[0012] 优选地，防护罩的内侧顶部安装有排气扇，防护罩的顶部连接有排气管。[0013] 本发明的有益效果，与现有技术相比具有如下优势：[0014] 1、通过推块Ⅱ能够将激光焊接完成后的芯片向后推送，实现自动下料，通过推块Ⅰ能够将需要进行激光焊接的芯片向后推送至与激光锡球焊接机上的焊接头对准，实现自动上料，且上下料操作同步进行，极大地缩短了焊接的等待时间，有助于实现焊接的连续性和稳定性，以提高焊接效率和质量。[0015] 2、本发明的上下料结构与本焊接装置紧密结合，大大减小了对生产车间的占用空间，使得生产车间内可用空间增多，随着可用空间的增多，生产车间可以更加灵活地调整生产线和布局，优化生产车间的空间利用，提高车间的空间利用率。[0016] 3、通过双头气缸能够驱使两个倒U形推板相互靠近将芯片移动居中，保证了焊接位置的精确性，以提高焊接的质量和可靠性。[0017] 4、通过磁铁Ⅰ和磁铁Ⅱ的配合，能够使得L形推板向后移动以推动定位板上移定位芯片，避免芯片由于惯性向后移动过度，从而能够进一步保证焊接位置的精确性，以进一步提高焊接的质量和可靠性。[0018] 5、通过毛刷能够对芯片上表面的杂质进行清理，保证芯片焊接面的清洁，以更进一步提高焊接的质量和可靠性。附图说明[0019] 图1为本发明的立体结构示意图。[0020] 图2为本发明的部分立体结构示意图。[0021] 图3为本发明上下料机构的安装示意图。[0022] 图4为本发明上下料机构的立体结构示意图。[0023] 图5为本发明定位机构的安装示意图。[0024] 图6为本发明定位机构的立体结构示意图。[0025] 图7为本发明清理机构的立体结构示意图。[0026] 图8为本发明连接板和滚轮的安装示意图。[0027] 图9为本发明防护罩、排气扇和排气管的立体结构示意图。[0028] 图中：1?工作台，2?三轴移动平台，3?激光锡球焊接机，4?倒U形支撑台，41?通槽Ⅰ，42?通槽Ⅱ，51?步进电机，52?安装板，53?转轴Ⅰ，54?平皮带Ⅰ，55?推块Ⅰ，56?转轴Ⅱ，57?平皮带Ⅱ，58?推块Ⅱ，6?倒U形推板，7?双头气缸，81?定位板，82?弹性件Ⅰ，83?L形推板，84?弹性件Ⅱ，85?磁铁Ⅰ，86?磁铁Ⅱ，91?倒U形固定板，92?滑杆，93?毛刷，94?弹性件Ⅲ，95?推杆，96?挤压杆，10?连接板，11?滚轮，12?防护罩，13?排气扇，14?排气管，15?芯片。具体实施方式[0029] 下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。[0030] 一种可自动上下料的芯片焊接装置，参见图1?图4，包括工作台1，工作台1的顶部安装有三轴移动平台2，三轴移动平台2上安装有激光锡球焊接机3，通过三轴移动平台2能够带动激光锡球焊接机3进行上下前后左右三轴移动对芯片15进行激光焊接，工作台1的顶部连接有用于支撑芯片15的倒U形支撑台4，倒U形支撑台4上设有上下料机构，上下料机构包括安装在工作台1顶部的步进电机51，步进电机51位于倒U形支撑台4内，倒U形支撑台4内侧顶部的前后两侧均左右对称连接有两个安装板52，前侧两个安装板52之间转动式连接有前后两根转轴Ⅰ53，两根转轴Ⅰ53之间通过皮带轮套有平皮带Ⅰ54，平皮带Ⅰ54上左右对称连接有两个推块Ⅰ55，推块Ⅰ55用于将芯片15向后推送至与激光锡球焊接机3上的焊接头对准，倒U形支撑台4的顶部开设有左右两个以供推块Ⅰ55移动的通槽Ⅰ41，后侧两个安装板52之间转动式连接有前后两根转轴Ⅱ56，两根转轴Ⅱ56之间通过皮带轮套有左右两根平皮带Ⅱ57，左侧平皮带Ⅱ57位于平皮带Ⅰ54的左侧，右侧平皮带Ⅱ57位于平皮带Ⅰ54的右侧，平皮带Ⅱ57上连接有用于将焊接完成的芯片15向后推送的推块Ⅱ58，倒U形支撑台4的顶部开设有左右两个以供推块Ⅱ58移动的通槽Ⅱ42，通槽Ⅱ42位于通槽Ⅰ41的外侧，步进电机51的输出轴与后侧的转轴Ⅰ53以及前侧的转轴Ⅱ56传动连接，以驱使平皮带Ⅰ54和平皮带Ⅱ57转动，在本发明中，步进电机51的输出轴可通过皮带传动组件、同步带传动组件或是链条传动组件与后侧的转轴Ⅰ53以及前侧的转轴Ⅱ56传动连接，倒U形支撑台4的顶部滑动式连接有左右两个能够相互靠近以及相互远离的倒U形推板6，工作台1的顶部安装有前后两个双头气缸7，双头气缸7两侧的伸缩杆分别与两个倒U形推板6连接，以驱使两个倒U形推板6相互靠近将芯片15移动居中，倒U形支撑台4的顶部涂有润滑涂料，以增加倒U形支撑台4顶部的光滑度，减小与芯片15之间的摩擦系数，使得芯片15在移动时受到的阻力减。佣档湍ニ。[0031] 将本装置放置在芯片15加工流水线上的前后两个皮带输送机之间，通过前侧的皮带输送机将需要进行激光焊接的芯片15输送至倒U形支撑台4的顶部，通过后侧的皮带输送机将激光焊接完成的芯片15输送至下一道工序；初始时，推块Ⅰ55和推块Ⅱ58均处于水平状态朝前，控制步进电机51工作能够驱使后侧的转轴Ⅰ53和前侧的转轴Ⅱ56转动，从而能够使得平皮带Ⅰ54和平皮带Ⅱ57同步转动，进而能够使得推块Ⅰ55和推块Ⅱ58同步转动，因此在推块Ⅰ55随平皮带Ⅰ54转动至朝上与通槽Ⅰ41对准时，推块Ⅱ58随平皮带Ⅱ57转动至朝上进入通槽Ⅱ42内，从而推块Ⅱ58继续转动将倒U形支撑台4顶部激光焊接完成后的芯片15向后推送至后侧的皮带输送机上，实现了自动下料，而推块Ⅰ55继续转动则进入通槽Ⅰ41内，以将需要进行激光焊接的芯片15向后推送至与激光锡球焊接机3上的焊接头对准，实现了自动上料，且上下料操作同步进行，极大地缩短了焊接的等待时间，有助于实现焊接的连续性和稳定性，提高焊接效率和质量。如此本发明的上下料结构与本焊接装置紧密结合，大大减小了对生产车间的占用空间，使得生产车间内可用空间增多，随着可用空间的增多，生产车间可以更加灵活地调整生产线和布局，优化生产车间的空间利用，提高车间的空间利用率。在将需要进行激光焊接的芯片15向后推送至与激光锡球焊接机3上的焊接头对准的同时，并控制双头气缸7的两侧伸缩杆缩短以拉动两个倒U形推板6相互靠近，两个倒U形推板6相互靠近能够推动芯片15移动居中，保证焊接位置的精确性，以提高焊接的质量和可靠性，当激光锡球焊接机3对芯片15进行激光焊接作业时，控制双头气缸7的两侧伸缩杆伸长以推动两个倒U形推板6相互远离。[0032] 参见图5?图6，倒U形支撑台4的顶部设有用于定位芯片15的定位机构，定位机构包括通过滑槽滑动式连接在倒U形支撑台4上部能够上下移动的定位板81，定位板81的制作材质为橡胶，橡胶材质的定位板81具有弹性和缓冲性能，从而能够避免芯片15与定位板81碰撞时受损，定位板81的外表面涂有油性涂料，以增加定位板81外表面的光滑度，减小与芯片15之间的摩擦系数，从而降低对芯片15的磨损，定位板81的下部与倒U形支撑台4的内侧顶部之间连接有弹性件Ⅰ82，弹性件Ⅰ82为拉力弹簧，倒U形支撑台4内侧顶部的前侧设有能够前后移动的L形推板83，L形推板83位于平皮带Ⅰ54和左侧平皮带Ⅱ57之间，L形推板83并位于转轴Ⅰ53和转轴Ⅱ56的上侧，L形推板83的后侧面为斜面且与定位板81的底部接触，L形推板83与倒U形支撑台4之间连接有弹性件Ⅱ84，弹性件Ⅱ84为压缩弹簧，L形推板83的右侧面前侧连接有磁铁Ⅰ85，平皮带Ⅰ54上靠近推块Ⅰ55的一侧连接有磁铁Ⅱ86，磁铁Ⅱ86随平皮带Ⅰ54转动能够与磁铁Ⅰ85接触。[0033] 当磁铁Ⅱ86随平皮带Ⅰ54转动至与磁铁Ⅰ85接触后，能够吸住磁铁Ⅰ85，从而磁铁Ⅱ86继续随平皮带Ⅰ54转动带动磁铁Ⅰ85向后移动，从而使得L形推板83向后移动，弹性件Ⅱ84随之被压缩，L形推板83向后移动时通过其上的斜面推动定位板81上移定位芯片15，以避免芯片15由于惯性向后移动过度，从而能够进一步保证焊接位置的精确性，以进一步提高焊接的质量和可靠性。定位板81上移压缩弹性件Ⅰ82，当L形推板83向后移动至极限后，磁铁Ⅰ85无法继续向后移动，从而磁铁Ⅱ86继续随平皮带Ⅰ54转动与磁铁Ⅰ85脱离，在弹性件Ⅱ84的复位作用下，使得L形推板83带动磁铁Ⅰ85向前移动复位，在弹性件Ⅰ82的复位作用下，使得定位板81下移与芯片15脱离，以避免影响芯片15的后续下料。[0034] 参见图2和图7，工作台1的顶部设有用于清理芯片15上表面杂质的清理机构，清理机构包括连接在工作台1顶部的倒U形固定板91，倒U形固定板91的上部通过滑杆92滑动式连接有能够上下移动的毛刷93，毛刷93与倒U形固定板91之间连接有弹性件Ⅲ94，弹性件Ⅲ94为拉伸弹簧，毛刷93的左侧连接有推杆95，L形推板83的左侧连接有与推杆95接触的挤压杆96，挤压杆96位于左侧倒U形推板6的左侧，倒U形支撑台4的顶部开有以供挤压杆96前后移动的导槽，挤压杆96的后侧上部为斜面。[0035] L形推板83向后移动时带动挤压杆96向后移动，挤压杆96向后移动时通过其上的斜面挤压推杆95下移，从而使毛刷93下移与芯片15的上表面接触，以对芯片15上表面的杂质进行清理，保证芯片15焊接面的清洁，以更进一步提高焊接的质量和可靠性；毛刷93下移将弹性件Ⅲ94拉伸，当挤压杆96随L形推板83向前移动复位时，在弹性件Ⅲ94的复位作用下，使得毛刷93上移复位。[0036] 参见图8，两个倒U形推板6相互靠近的一侧上部均连接有连接板10，连接板10上由前往后间隔转动式连接有滚轮11，滚轮11的制作材质为橡胶，橡胶材质的滚轮11具有弹性和缓冲性能，从而能够降低压坏芯片15的风险，滚轮11的外表面涂有油性涂料，以增加滚轮11外表面的光滑度，减小与芯片15之间的摩擦系数，使得芯片15在移动时受到的阻力减。佣档湍ニ。[0037] 参见图1和图9，工作台1的顶部连接有前侧为敞口式设置的防护罩12，防护罩12的后侧壁下部开有以供芯片15移出的出口，防护罩12的内侧顶部安装有排气扇13，防护罩12的顶部连接有排气管14，通过防护罩12能够对激光焊接区域进行封闭，形成一个相对独立的空间，从而能够降低激光焊接作业过程中对外部环境的影响，将排气管14外接管道，排气扇13工作能够将激光焊接过程中产生的烟尘经排气管14和外接管道排出至指定区域，以避免烟尘四处飘散，从而能够有效地减少焊接现场烟尘的浓度，提高工作环境的质量，并保护工作人员的健康。[0038] 以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

专利地区：四川

专利申请日期：2024-04-15

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118321677B