一种半导体芯片加工用贴装设备的制作方法

1.本发明属于芯片加工设备领域，尤其是涉及一种半导体芯片加工用贴装设备。


背景技术：

2.半导体芯片是整个电子信息技术行业的基础，在电子电器的生产制造过程中，需要将多组半导体芯片贴装在主板上，随着科学技术的发展，电子电器技术向小型化发展，因此对电子元器件的贴装精度要求也越来越高。
3.经检索，国家专利公开号为cn 111315203 a公开了一种新型芯片加工用贴装设备，其结构包括：定位贴装机体、承载平台、固定台、控制器、伸缩杆装置、移动机架、空压机，使设备使用时，通过设有的定位贴装机构，使本发明能够实现避免在芯片贴装过程中，芯片与主板的结合产生误差，直接影响到组合件的正常使用，则间接增加耗材，使得加工成本更高的问题。
4.现有的芯片加工用贴装设备存在以下不足之处：1、通过空压机和吸盘装置对芯片进行吸附固定，不具备负压力调节和预警的功能，易出现对芯片的负压吸附力度过大，对芯片造成破坏磨损的问题，安全性能较低；2、负压吸附固定和定位操作需人工分步进行，且操作繁琐，降低了工作效率，增大了操作人员的劳动强度。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对上述对芯片的防护较差安全性能低和工作效率较低的问题，提供一种对芯片的防护效果好且工作效率高的半导体芯片加工用贴装设备。
6.为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种半导体芯片加工用贴装设备，包括贴装平台、移动机架和负压机，所述移动机架上安装有负压吸附机构，所述负压吸附机构上设有定位机构；
7.所述负压吸附机构包括固定筒、活动筒、密封环、拉伸弹簧和负压吸盘，所述移动机架上固定安装有固定筒，所述负压机设置在固定筒内，所述固定筒内同轴线设置有活动筒，所述活动筒上端的外侧壁上固定套接有密封环，所述密封环与固定筒的内侧壁密封活动连接，所述固定筒的底部设置有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的上端和下端分别与密封环和固定筒的底部固定，所述活动筒的下端转动连接有负压吸盘。
8.进一步的，所述负压吸盘上设有若干负压槽，所述负压槽的上端开口均与活动筒连通，多个所述负压槽呈环形阵列排布的弧线形设置，且多个所述负压槽的圆心均落在负压吸盘的中心处，所述负压槽的下端开口处设置有密封圈。
9.进一步的，所述负压吸附机构还包括有驱动组件，所述驱动组件包括伸缩气缸和安装板，所述伸缩气缸固定安装在移动机架上，所述伸缩气缸的输出端固定连接有安装板，所述固定筒固定连接在安装板的底部。
10.进一步的，所述固定筒上设有用于对固定筒内压力进行检测的警报机构，所述警报机构包括接电片、触电块和警示灯，所述固定筒的内壁上嵌设有触电块，所述密封环的侧
壁上嵌设有接电片，所述固定筒的侧壁上安装有警示灯，所述触电块与警示灯电性连接，所述接电片与外界电源电性连接，所述接电片移动至与触电块接触时，所述警示灯的电路导通。
11.进一步的，所述定位机构包括定位板、连接杆、偏转杆、推板，所述负压吸盘的外侧壁上固定连接有定位板，所述负压吸盘贯穿定位板设置，所述固定筒的底部固定连接有四根连接杆，所述定位板的底面滑动连接有四块推板，四块所述推板两两相对设置，四根所述连接杆的下端均贯穿插设在定位板上，四根所述连接杆的下端均转动连接有偏转杆，四根所述偏转杆远离连接杆的一端分别与四块推板铰接。
12.进一步的，所述推板上固定连接有t形滑块，所述定位板的底面设有与t形滑块匹配的滑槽，所述t形滑块滑动连接于滑槽内。
13.进一步的，所述推板的侧壁上贴附有橡胶垫片，所述橡胶垫片的表面设有防滑纹。
14.进一步的，所述密封环的外侧壁和固定筒的内侧壁上均设有螺纹，并且所述密封环与固定筒之间螺纹配合，所述固定筒的内壁上滑动连接有密封板，所述密封板内设有通孔ⅰ，所述活动筒的上端设有通孔ⅱ，所述通孔ⅰ和通孔ⅱ均呈半圆形设置，且圆心落在活动筒的轴线上，所述通孔ⅰ和通孔ⅱ转动至重叠状态时，所述固定筒与活动筒连通，所述通孔ⅰ和通孔ⅱ转动至交错状态时，所述固定筒与活动筒封闭。
15.本发明具有以下优点：
16.1、本发明通过设置负压吸附机构，负压吸盘上设置有多个负压槽，使得对芯片的负压吸附力度均匀，固定筒和活动筒的设计，可防止负压吸附压力过大，造成芯片变形磨损的问题，拉伸弹簧起到良好的缓冲作用，防止活动筒内的负压力变化过快，对芯片形成良好的防护作用，通过设置警报机构，使得工作人员及时察觉固定筒内负压力情况，防止压力过大对芯片造成破。
17.2、本发明通过设置定位机构，可通过负压作用，带动四块推板相互靠近，对芯片进行夹持定位，防止芯片位置偏移，造成贴装精度较差的问题，定位操作与负压吸附工作同步进行，有效提高了工作效率，且无需人工控制操作，降低劳动强度。
18.3、本发明通过设置密封板，可在固定筒内负压力达到限定值时，将活动筒上端封闭，使得活动筒和负压吸盘内的负压力值不再增大，进一步避免对芯片造成破坏，安全性能高。
附图说明
19.图1是本发明提供的一种半导体芯片加工用贴装设备实施例1的结构示意图；
20.图2是本发明提供的一种半导体芯片加工用贴装设备实施例1的非工作状态的结构示意图；
21.图3是图2中a处放大图；
22.图4是本发明提供的一种半导体芯片加工用贴装设备实施例1的工作状态的结构示意图；
23.图5是图4中b处放大图；
24.图6是本发明提供的一种半导体芯片加工用贴装设备实施例1的负压吸盘的底面的结构示意图；
25.图7是本发明提供的一种半导体芯片加工用贴装设备实施例2的密封板的结构示意图。
26.图中，1贴装平台、2移动机架、3负压机、4负压吸附机构、41固定筒、42活动筒、43密封环、44拉伸弹簧、45负压吸盘、451负压槽、452密封圈、46伸缩气缸、47安装板、5定位机构、51定位板、52连接杆、53偏转杆、54推板、55t形滑块、56滑槽、57橡胶垫片、6警报机构、61接电片、62触电块、63警示灯、7密封板、71通孔ⅰ、72通孔ⅱ。
具体实施方式
27.实施例1
28.如图1
‑
6所示，一种半导体芯片加工用贴装设备，包括贴装平台1、移动机架2和负压机3，移动机架2上安装有负压吸附机构4，负压吸附机构4上设有定位机构5，移动机架2固定安装在贴装平台1上，用于控制负压吸附机构4的x轴和y轴方向的移动，此为现有技术，在此不做赘述。
29.具体的，负压吸附机构4包括固定筒41、活动筒42、密封环43、拉伸弹簧44和负压吸盘45，移动机架2上固定安装有固定筒41，负压机3设置在固定筒41内，固定筒41内同轴线设置有活动筒42，活动筒42与固定筒41连通，活动筒42上端的外侧壁上固定套接有密封环43，密封环43与固定筒41的内侧壁密封活动连接，固定筒41的底部设置有拉伸弹簧44，拉伸弹簧44的上端和下端分别与密封环43和固定筒41的底部固定，拉伸弹簧44起到良好的缓冲作用，防止活动筒42内的负压力变化过快，对芯片形成良好的防护作用，活动筒42的下端转动连接有负压吸盘45。
30.进一步的，负压吸盘45上设有若干负压槽451，负压槽451的上端开口均与活动筒42连通，多个负压槽451呈环形阵列排布的弧线形设置，且多个负压槽451的圆心均落在负压吸盘45的中心处，使得对芯片的负压吸附力度均匀，负压槽451的下端开口处设置有密封圈452，保证对芯片的吸附效果。
31.进一步的，负压吸附机构4还包括有驱动组件，驱动组件包括伸缩气缸46和安装板47，伸缩气缸46固定安装在移动机架2上，伸缩气缸46的输出端固定连接有安装板47，固定筒41固定连接在安装板47的底部，伸缩气缸46工作时可通过安装板47带动负压吸附机构4上升或下降，对芯片进行拾取和贴装操作。
32.进一步的，固定筒41上设有用于对固定筒41内压力进行检测的警报机构6，警报机构6包括接电片61、触电块62和警示灯63，固定筒41的内壁上嵌设有触电块62，密封环43的侧壁上嵌设有接电片61，固定筒41的侧壁上安装有警示灯63，触电块62与警示灯63电性连接，接电片61与外界电源电性连接，接电片61移动至与触电块62接触时，警示灯63的电路导通，当固定筒41内负压力过大时，负压作用下活动筒42向上移动，拉伸弹簧44伸长，此时接电片61上移并与触电块62接触，警示灯63亮起时，使得工作人员及时察觉固定筒41内负压力情况，防止压力过大对芯片造成破。
33.具体的，定位机构5包括定位板51、连接杆52、偏转杆53和推板54，负压吸盘45的外侧壁上固定连接有定位板51，负压吸盘45贯穿定位板51设置，固定筒41的底部固定连接有四根连接杆52，定位板51的底面滑动连接有四块推板54，四块推板54两两相对设置，四根连接杆52的下端均贯穿插设在定位板51上，四根连接杆52的下端均转动连接有偏转杆53，四
根偏转杆53远离连接杆52的一端分别与四块推板54铰接，可通过负压驱动四块推板54相互靠近，可对芯片进行夹持定位，防止芯片位置偏移，造成贴装精度较差的问题，定位操作与负压吸附工作同步进行，有效提高了工作效率，且无需人工控制操作，降低劳动强度。
34.进一步的，推板54上固定连接有t形滑块55，定位板51的底面设有与t形滑块55匹配的滑槽56，t形滑块55滑动连接于滑槽56内，使得四块推板54仅可向靠近或远离定位板51中心的方向移动，对芯片进行夹持定位，推板54的侧壁上贴附有橡胶垫片57，橡胶垫片57的表面设有防滑纹，推板54对芯片进行夹持定位时，橡胶垫片57起到缓冲作用，避免对芯片造成挤压破坏，且橡胶垫片57具有良好的形变能力。
35.本实施例的工作原理如下：使用时，将需要组合的主板元件放置于贴装平台1上，通过移动机架2将负压吸附机构4移动至待贴装芯片处，通过伸缩气缸46将负压吸附机构4降下，使得负压吸盘45与芯片的上表面贴合，启动负压机3使得固定筒41、活动筒42和负压吸盘45的负压槽451内形成负压，负压力增大，使得密封圈452沿固定筒41内壁向上滑动，活动筒42上移，拉伸弹簧44伸长，拉伸弹簧44起到良好的缓冲作用，防止活动筒42内的负压力变化过快，对芯片形成良好的防护作用，当负压力大于芯片重力时，将芯片吸附固定在负压吸盘45上，多个负压槽451的设计，使得对芯片的负压吸附力度均匀，当固定筒41内负压力过大时，负压作用下密封环43向上移动，拉伸弹簧44伸长，此时接电片61上移并与触电块62接触，警示灯63亮起时，使得工作人员及时察觉固定筒41内负压力情况，防止压力过大对芯片造成破。
36.负压机3工作时，活动筒42上移，带动定位板51上移，则在连接杆52和偏转杆53的传动作用下，同时带动四块推板54相互靠近，可对芯片进行夹持定位，防止芯片位置偏移，造成贴装精度较差的问题，定位操作与负压吸附工作同步进行，有效提高了工作效率，且无需人工控制操作，降低劳动强度，此时通过伸缩气缸46将负压吸附机构4升起，再由移动机架2将负压吸附机构4移动至主板元件上方贴装处，降下负压吸附机构4并关闭负压机3，即可将芯片贴装在主板元件上。
37.实施例2
38.如图7所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：密封环43的外侧壁和固定筒41的内侧壁上均设有螺纹，并且密封环43与固定筒41之间螺纹配合，固定筒41的内壁上滑动连接有密封板7，密封板7内设有通孔ⅰ71，活动筒42的上端设有通孔ⅱ72，通孔ⅰ71和通孔ⅱ72均呈半圆形设置，且圆心落在活动筒42的轴线上，通孔ⅰ71和通孔ⅱ72转动至重叠状态时，固定筒41与活动筒42连通，通孔ⅰ71和通孔ⅱ72转动至交错状态时，固定筒41与活动筒42封闭。
39.在本实施例中，活动筒42向上移动时，由于密封环43与固定筒41之间螺纹配合，则带动活动筒42同步转动，密封板7在活动筒42的推动下同步向上移动，并与活动筒42的上表面保持密封贴合，且密封板7向上移动时，仅可垂直滑动，自然状态下，通孔ⅰ71和通孔ⅱ72重叠，固定筒41与活动筒42连通，可通过负压机3改变活动筒42内的负压力，当负压机3的功率持续增大，即固定筒41内负压过大时，拉伸弹簧44被拉伸的程度较大，活动筒42向上移动的距离较大，则此时活动筒42转动180
°
，并使得通孔ⅰ71和通孔ⅱ72转动至交错状态时，将固定筒41与活动筒42连通处封闭，使得活动筒42和负压吸盘45内形成密闭空间，即不随固定筒41内负压力的增大而改变，进一步避免对芯片造成破坏，安全性能高。