一种功率模块的贴片与对准装置及方法与流程

本发明属于贴片装置，具体公开了一种功率模块的贴片与对准装置及方法。

背景技术：

1、在功率模块或半导体芯片的贴片封装工艺中，常采用自动化贴片设备将芯片从托盘转移并精确放置于基板的焊盘位置。现有的贴片装置在实际生产中主要存在以下不足：

2、1、传统装置多依赖机械夹爪或单一的负压吸附头进行取料，芯片被吸附后若发生水平旋转或偏移，往往需要额外设置复杂的视觉对中平台进行机械拨正，导致设备体积增大且调节效率低；

3、2、贴片头下降接触芯片时缺乏缓冲机制，硬接触容易对芯片表面微电路造成挤压损伤；且芯片顶面存在细微凹凸不平时，易导致吸附腔漏气，影响负压拾取的稳定性。

4、因此，本领域技术人员提出了一种一种功率模块的贴片与对准装置及方法用以解决上述提出的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于，提出一种功率模块的贴片与对准装置及方法，以解决现有技术存在的问题。

2、为达到以上目的，本发明提供了一种功率模块的贴片与对准装置，包括工作箱和控制台，

3、所述控制台设置于工作箱的一侧，所述工作箱的内部开设有工作腔，所述工作腔的内底壁滑动连接有放置面板，所述放置面板的表面开设有均匀分布的安装孔，且放置面板的顶部设置有与安装孔配合使用的限位件，所述工作腔的内壁设置有数量为两个且对称分布的第一线性滑轨，两个所述第一线性滑轨的相对侧设置有第二线性滑轨，所述第二线性滑轨的表面设置有贴片模块；

4、所述贴片模块包括驱动组件和贴片组件，所述驱动组件设置于第二线性滑轨的表面，所述贴片组件设置于驱动组件的表面。

5、在上述技术方案中，优选的，所述驱动组件包括固定连接于第二线性滑轨表面的安装台，所述安装台的表面设置有电动推杆，所述电动推杆的输出轴与贴片组件的顶部连接，所述安装台远离第二线性滑轨的一侧固定连接有安装板，所述安装板的底部设置有安装杆，所述安装杆的上端贯穿出安装板，所述安装杆的下端固定连接有缓冲块。

6、在上述技术方案中，优选的，所述安装杆的表面固定连接有固定环，所述固定环的顶部固定连接有弹簧，所述弹簧的上端与安装板的底部固定连接，所述安装杆的下表面设置有第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和第二摄像头对称设置。

7、在上述技术方案中，优选的，所述贴片组件包括固定连接于电动推杆输出轴端部的连接壳，所述连接壳的底部固定连接有底盘，所述底盘的底部开设有吸附腔，所述连接壳的内部开设有连接腔，所述吸附腔与连接腔连通，所述连接腔的内部设置有真空泵，所述连接壳的表面开设有与连接腔相连通的排气孔，所述底盘的顶部固定连接有位于连接壳表面的安装壳，所述底盘的底部设置有环形分布的指示线。

8、在上述技术方案中，优选的，所述底盘的底部设置有调节环，所述调节环与吸附腔同轴心设置，所述调节环的上端贯穿底盘并固定连接有滑环，所述底盘的内部开设有凹槽，所述滑环与凹槽的内壁滑动连接。

9、在上述技术方案中，优选的，所述底盘的底部固定连接有四个环形分布的安装块，且两个相邻所述安装块与底盘圆心延长线夹角为°，所述安装块的内部开设有连通腔，所述安装块靠近底盘圆心的一侧设置有均匀分布且与连通腔相连通的喷管，所述喷管的内部设置有第一压电比例阀。

10、在上述技术方案中，优选的，所述安装壳的表面连通有用于导入气体的连接管，所述安装块的表面开设有与连通腔相连通的导流管，所述导流管的另一端与安装壳相连通，且导流管的内部设置有第二压电比例阀。

11、在上述技术方案中，优选的，所述安装壳的内侧连通有连通管，所述连通管的另一端贯穿连接壳并与连接腔相连通，所述连通管的内部设置有第三压电比例阀。

12、一种功率模块的贴片与对准方法，包括以下方法步骤：

13、s1、基板与托盘固定，将基板及放置芯片的托盘置于放置面板上，利用限位件与安装孔的螺纹配合或其他固定方式，对托盘和基板的位置进行锁定；

14、s2、贴片模块初始定位，通过控制台驱动第一线性滑轨和第二线性滑轨，将贴片模块移动至托盘上方，利用第二摄像头拍摄画面确认取料位置；

15、s3、芯片吸附取料，电动推杆推动贴片组件下降，调节环率先接触芯片顶面并压缩滑环，避免过度挤压，随后真空泵启动，通过连接腔与吸附腔在芯片表面形成负压完成吸附，电动推杆带动贴片组件复位；

16、s4、芯片姿态检测与微调，第一摄像头拍摄被吸附芯片的姿态画面，与底盘底部的指示线进行比对，若姿态偏移，则通过连接管导入气体，按需开启对应方向的第一压电比例阀和第二压电比例阀，利用喷管喷射气流从芯片侧面推动，实现姿态修正；

17、s5、贴片位置对准与放置，第一线性滑轨和第二线性滑轨再次动作，将贴片模块移至基板目标贴装位置上方，电动推杆下降使芯片接触基板焊盘，同时开启第三压电比例阀，将外部气体经连通管注入连接腔破坏真空环境，芯片自动释放完成贴装；

18、s6、装置复位与循环作业，贴片模块上升复位，准备执行下一枚芯片的取料与贴装循环

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、在芯片被吸附后，利用第一摄像头与底盘底部环形指示线比对姿态偏差，当需要修正时，通过控制对应方位喷管内的第一、第二压电比例阀开启，喷射微量气流推动芯片侧面旋转或平移，无需机械接触即可完成姿态调整，结构紧凑且响应迅速，避免了传统利用机械调节的方式容易造成芯片焊脚受损的情况；

21、通过设置第一、第二线性滑轨配合双摄像头视觉辅助第一摄像头拍摄芯片姿态，第二摄像头定位取放位置，实现了大范围、高精度的空间坐标定位。同时，电动推杆驱动组件下压时，利用弹簧缓冲结构及橡胶调节环的滑动压缩机制，避免了硬接触造成的芯片损伤，且调节环能遮蔽芯片顶面缝隙，增强吸附腔的负压密封性，提高拾取成功率；

22、贴片组件内部集成真空泵与气体通路。在芯片接触基板焊盘后，通过开启第三压电比例阀向连接腔注入正压气体，瞬时破坏负压吸附环境，使芯片能够准确、快速地释放至目标位置，有效解决了传统真空吸附结构因破真空不及时导致的贴放拖尾、移位问题。

1.一种功率模块的贴片与对准装置，包括工作箱（1）和控制台（2），其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种功率模块的贴片与对准装置，其特征在于，所述驱动组件包括固定连接于第二线性滑轨（31）表面的安装台，所述安装台的表面设置有电动推杆（41），所述电动推杆（41）的输出轴与贴片组件（42）的顶部连接；所述安装台远离第二线性滑轨（31）的一侧固定连接有安装板（411），所述安装板（411）的底部设置有安装杆（413），所述安装杆（413）的上端贯穿出安装板（411），所述安装杆（413）的下端固定连接有缓冲块，所述电动推杆（41）与控制器信号连接。

3.根据权利要求2所述的一种功率模块的贴片与对准装置，其特征在于，所述安装杆（413）的表面固定连接有固定环，所述固定环的顶部固定连接有弹簧（412），所述弹簧（412）的上端与安装板（411）的底部固定连接，所述安装杆（413）的下表面设置有第一摄像头（414）和第二摄像头（415），所述第一摄像头（414）和第二摄像头（415）对称设置，所述第一摄像头（414）、第二摄像头（415）均与控制器信号连接。

4.根据权利要求2所述的一种功率模块的贴片与对准装置，其特征在于，所述贴片组件（42）包括固定连接于电动推杆（41）输出轴端部的连接壳（422），所述底盘（423）固定连接于连接壳（422）的底部，所述底盘（423）的底部开设有吸附腔（427），所述连接壳（422）的内部开设有连接腔（428），所述吸附腔（427）与连接腔（428）连通，所述连接腔（428）的内部设置有真空泵（4210），所述连接壳（422）的表面开设有与连接腔（428）相连通的排气孔（429），所述底盘（423）的顶部固定连接有位于连接壳（422）表面的安装壳（424），所述底盘（423）的底部设置有环形分布的指示线（425），所述真空泵（4210）与控制器信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种功率模块的贴片与对准装置，其特征在于，所述底盘（423）的底部设置有调节环（4212），所述调节环（4212）与吸附腔（427）同轴心设置，所述调节环（4212）的上端贯穿底盘（423）并固定连接有滑环（4215），所述底盘（423）的内部开设有凹槽（4214），所述滑环（4215）与凹槽（4214）的内壁滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种功率模块的贴片与对准装置，其特征在于，两个相邻所述安装块（426）与底盘（423）圆心延长线夹角为90°，所述第一压电比例阀（4217）设置于喷管（4216）的内部。

7.根据权利要求4所述的一种功率模块的贴片与对准装置，其特征在于，所述安装壳（424）的表面连通有用于导入气体的连接管（421），所述安装块（426）的表面开设有与连通腔（4213）相连通的导流管（4211），所述导流管（4211）的另一端与安装壳（424）相连通，所述第二压电比例阀（4218）设置于导流管（4211）的内部。

8.根据权利要求7所述的一种功率模块的贴片与对准装置，其特征在于，所述安装壳（424）的内侧连通有连通管（4219），所述连通管（4219）的另一端贯穿连接壳（422）并与连接腔（428）相连通，所述连通管（4219）的内部设置有第三压电比例阀（4220）。

9.一种功率模块的贴片与对准方法，依据权利要求1-8任一项所述的一种功率模块的贴片与对准装置，其特征在于，包括以下方法步骤：