一种共晶贴装设备的制作方法

1.本发明涉及一种共晶贴装设备。


背景技术：

2.现有技术中，将电子元件与基板共晶贴装大多是先通过贴装设备将元件贴装到基板上，再通过共晶设备将二者共晶焊接。此种先贴装再共晶的工作方式存在的不足之处在于，一是需分别通过贴装和共晶设备完成，设备导入购置成本增加；二是两个设备占地面积增加，使用成本增加；三是两个设备中间有传输，在传输过程中贴装存在偏移风险，造成共晶残次品，影响共晶质量。


技术实现要素：

3.本发明的发明目的在于提供一种共晶贴装设备，能够实现贴装和共晶，有效保证共晶质量，提高作业效率。
4.实现本发明目的的技术方案：一种共晶贴装设备，包括机架平台、供料平台，供料平台设置于机架平台上，还包括：第一贴装头，所述第一贴装头安装在所述机架平台上，所述第一贴装头可相对所述机架平台做x向和z向运动，所述第一贴装头用于拾取元件，并贴装元件；第二贴装头，所述第二贴装头安装在所述机架平台上，所述第二贴装头可相对所述机架平台做x向和z向运动，所述第二贴装头用于从所述供料平台拾取元件，并将元件进行运送；调整平台，所述调整平台安装在所述机架平台上，所述调整平台可相对所述机架平台做x向和y向运动，并可做旋转运动，所述第一贴装头由所述调整平台上拾取元件进行贴装；共晶平台，所述共晶平台安装在所述机架平台上，所述共晶平台可相对所述机架平台做y向运动，并可做旋转运动，所述共晶平台用于元件贴装和共晶焊接，所述共晶平台设有加热装置。
5.进一步地，包括元件倒装装置，所述元件倒装装置安装在所述机架平台上，所述元件倒装装置可相对所述机架平台做y向和z向运动，所述元件倒装装置可将元件进行翻转，用于将元件倒置贴装。
6.进一步地，第一贴装头的下部设有第一吸嘴，所述第一吸嘴用于拾取并贴装元件。
7.进一步地，第一贴装头z向设有第一视觉识别装置，所述第一视觉识别装置用于识别所述第一吸嘴所需到达的目标位置。
8.进一步地，第一贴装头设有加热装置，所述加热装置用于对第一吸嘴拾取的元件进行加热，所述加热装置设有加热线圈，所述加热线圈位于所述第一贴装头的下部。
9.进一步地，第一贴装头z向设有距离传感器，所述距离传感器用于检测第一吸嘴与
共晶平台上目标位置之间的距离。
10.进一步地，第二贴装头的下方设有第二吸嘴，所述第二吸嘴用于拾取元件；第二贴装头设有第一旋转电机，所述第二吸嘴安装在所述第一旋转电机轴上。
11.进一步地，第二贴装头设有第二视觉识别装置，所述第二视觉识别装置用于识别所述第二吸嘴所需到达的目标位置。
12.进一步地，元件倒装装置设有第三吸嘴和第二旋转电机，所述第三吸嘴设置于吸嘴座板上，所述吸嘴座板与所述第二旋转电机轴连接，第二旋转电机轴旋转可带动第三吸嘴进行翻转。
13.进一步地，元件倒装装置和供料平台之间设有底镜识别装置，所述底镜识别装置用于对第二贴装头的位置进行识别。
14.本发明具有的有益效果：本发明包括第一贴装头，所述第一贴装头安装在所述机架平台上，所述第一贴装头可相对所述机架平台做x向和z向运动，所述第一贴装头用于拾取元件，并贴装元件；第二贴装头，所述第二贴装头安装在所述机架平台上，所述第二贴装头可相对所述机架平台做x向和z向运动，所述第二贴装头用于从所述供料平台拾取元件，并将元件进行运送；调整平台，所述调整平台安装在所述机架平台上，所述调整平台可相对所述机架平台做x向和y向运动，并可做旋转运动，所述第一贴装头由所述调整平台上拾取元件进行贴装；共晶平台，所述共晶平台安装在所述机架平台上，所述共晶平台可相对所述机架平台做y向运动，并可做旋转运动，所述共晶平台用于元件贴装和共晶焊接，所述共晶平台设有加热装置。本发明通过第二贴装头拾取元件，并将元件放置在调整平台上，通过第一贴装头从调整平台拾取元件放置于共晶平台上，实现贴装和共晶。本发明既能够实现贴装，又能够实现共晶，有效降低成本，保证共晶质量，提高作业效率。本发明第一贴装头、第二贴装头、调整平台、共晶平台能实现不同方向的运动，有效保证作业质量和提高作业效率。
15.本发明第一贴装头设有加热装置，所述加热装置用于对拾取的元件进行加热，所述加热装置设有加热线圈，所述加热线圈位于所述第一贴装头的下部。本发明通过第一贴装头的加热装置对元件进行共晶加热，通过共晶平台的预热装置对放置于共晶平台上的基板预热，满足共晶焊接要求，有效保证共晶质量，可实现一产品多元件多次共晶焊接，有效提高作业效率。
16.本发明包括元件倒装装置，所述元件倒装装置安装在所述机架平台上，所述元件倒装装置可相对所述机架平台做y向和z向运动，所述元件倒装装置可将元件进行翻转，用于将元件倒置贴装，并且元件倒装装置可相对所述机架平台做y向和z向运动。本发明通过元件倒装装置实现元件倒装，进而实现拾取元件、元件倒装、共晶焊接流水作业，有效提高作业效率。
17.本发明第一贴装头的下部设有第一吸嘴，所述第一吸嘴用于拾取并贴装元件；第一贴装头z向设有第一视觉识别装置，所述第一视觉识别装置用于识别所述第一吸嘴所需到达的目标位置；第一贴装头z向设有距离传感器，所述距离传感器用于检测第一吸嘴与共晶平台上目标位置之间的距离；第一吸嘴上方设有第一压力传感器。本发明第一贴装头通过上述结构，进一步保证拾取元件，并将元件放置于目标位置的作业精度，有效提高作业效率，保证共晶质量。
18.本发明第二贴装头的下方设有第二吸嘴，所述第二吸嘴用于拾取元件；第二贴装头设有第一旋转电机，所述第二吸嘴安装在所述第一旋转电机轴上；第二贴装头设有第二视觉识别装置，所述第二视觉识别装置用于识别所述第二吸嘴所需到达的目标位置。本发明第二贴装头第二吸嘴可以通过旋转电机轴带动旋转，对拾取元件进行角度补偿；通过第二视觉识别装置识别第二吸嘴所需到达的目标位置，进一步保证拾取元件，并将元件放置于目标位置的作业精度，有效提高作业效率。
附图说明
19.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明第一贴装头的结构示意图；图3为本发明第一贴装头另一视角下的结构示意图；图4为本发明第二贴装头的结构示意图；图5为本发明元件倒装装置元件翻转前的工作状态示意图；图6为本发明元件倒装装置元件翻转后的工作状态示意图；图7为本发明倒装贴装并共晶工作状态示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图所示的实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
21.如图1所示，本发明共晶贴装设备包括机架平台1.1、供料平台1.4，供料平台1.4设置于机架平台1.1上，供料平台1.4可y向运动，此为现有技术。还包括：第一贴装头1.2，所述第一贴装头1.2安装在所述机架平台1.1上，所述第一贴装头1.2可相对所述机架平台做x向和z向运动，第一贴装头1.2滑动固定于整机机架平台的x向横梁上，在电机驱动下，第一贴装头可相对第一z向轴1.2.1做z向的升降运动。所述第一贴装头1.2用于拾取元件，并贴装元件。
22.第二贴装头1.3，所述第二贴装头1.3安装在所述机架平台1.1上，所述第二贴装头1.3可相对所述机架平台做x向和z向运动，第一贴装头1.2滑动固定于整机机架平台的x向横梁上，在电机驱动下，第二贴装头可相对第二z向轴1.3.1做z向的升降运动。所述第二贴装头1.3用于从所述供料平台1.4拾取元件，并将元件进行运送；调整平台1.6，所述调整平台1.6安装在所述机架平台1.1上，所述调整平台1.6可相对所述机架平台做x向和y向运动，并可做旋转运动，从而对调整平台上的元件进行位置及角度调整。所述第一贴装头1.2由所述调整平台1.6上拾取元件进行贴装。
23.共晶平台1.7，所述共晶平台1.7安装在所述机架平台1.1上，所述共晶平台1.7可相对所述机架平台1.1做y向运动，并可做旋转运动，通过旋转转动可对共晶平台上的基板进行角度调整；所述共晶平台1.7用于元件贴装和共晶焊接，所述共晶平台设有加热装置。
24.元件倒装装置1.5，所述元件倒装装置1.5安装在所述机架平台1.1上，所述元件倒装装置1.5可相对所述机架平台1.1做y向和z向运动，在电机驱动下，元件倒装装置1.5可相对y向轴1.5.4做y向运动，可相对第三z向轴1.5.1做z向的升降运动。所述元件倒装装置1.5
可将元件进行翻转，用于将元件倒置贴装。
25.元件倒装装置1.5和供料平台1.4之间设有底镜识别装置1.8，所述底镜识别装置1.8用于对第二贴装头的位置进行识别。
26.如图2、图3所示，第一贴装头的下部设有第一吸嘴1.2.6，所述第一吸嘴1.2.6用于拾取并贴装元件。第一贴装头z向设有第一视觉识别装置1.2.5，所述第一视觉识别装置1.2.5用于识别所述第一吸嘴1.2.6所需到达的目标位置。第一贴装头设有加热装置1.2.3，所述加热装置用于对第一吸嘴1.2.6拾取的元件进行加热，所述加热装置设有加热线圈1.2.3.1，所述加热线圈1.2.3.1位于所述第一贴装头的下部。加热装置还包括感应加热器及测温传感器，感应加热器使得加热线圈1.2.3.1可以迅速升温，达到焊接温度。测温传感器用于测量实时温度，用于整体对焊接温度进行控制。第一贴装头z向设有距离传感器1.2.4，所述距离传感器1.2.4用于检测第一吸嘴1.2.6与共晶平台上目标位置之间的距离。第一吸嘴1.2.6的上方设有压力传感器1.2.7，压力传感器1.2.7用于检测第一吸嘴1.2.6对元件施加力的大小。包括第一压力变送器1.2.2，固定于加热装置1.2.3上，通过管路与第一吸嘴1.2.6连接，用于测量真空值。
27.如图4所示，第二贴装头的下方设有第二吸嘴1.3.2.1，所述第二吸嘴1.3.2.1用于拾取元件；第二贴装头设有第一旋转电机1.3.2，所述第二吸嘴1.3.2.1安装在所述第一旋转电机轴上。第二贴装头设有第二视觉识别装置1.3.3，所述第二视觉识别装置1.3.3用于识别所述第二吸嘴所需到达的目标位置。第二贴装头设有第二压力变送器1.3.4，通过管路与第二吸嘴1.3.2.1连接，用于测量真空值。
28.如图5、图6所示，元件倒装装置设有第三吸嘴1.5.3和第二旋转电机1.5.2，所述第三吸嘴1.5.3设置于吸嘴座板1.5.5上，所述吸嘴座板1.5.5与所述第二旋转电机轴连接，第二旋转电机轴旋转可带动第三吸嘴1.5.3进行翻转。
29.如图7、图1
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图6所示，倒装贴装并共晶的工作流程如下：a.第二贴装头1.3运动到取料位置，供料平台1.4运动到供料位置，第二贴装头1.3下降，通过第二贴装头1.3的第二吸嘴1.3.2.1拾取元件，完成取料；b.第二贴装头1.3运动到底镜识别装置1.8位置处，进行底镜识别，识别后进行角度和位置进行补偿（调整），其中角度补偿是通过第一旋转电机1.3.2完成的，位置补偿通过第二贴装头1.3的x向运动和元件倒装装置1.5的y向运动完成。
30.c.第二贴装头1.3运动到元件倒装装置1.5处，将元件放置于元件倒装装置的第三吸嘴1.5.3上，然后，第二贴装头1.3向右运动，进行下一次取料，第二贴装头1.3上升。元件倒装装置1.5上升，到达预定位置，第二旋转电机1.5.2轴旋转带动第三吸嘴1.5.3进行翻转，如图5、图6所示，元件倒装装置1.5下降，将翻转后的元件放置到调整平台1.6上。
31.d.第一贴装头1.2运动至调整平台1.6上方，通过第一贴装头1.2上的第一视觉识别装置1.2.5对调整平台1.6上的元件进行视觉识别，根据识别结果，调整平台1.6相应调整位置及角度，直至理想取料位置及角度。
32.e.第一贴装头1.2运动，直至第一贴装头1.2对应的取料装置与调整平台1.6的取料位置对应，第一贴装头1.2下降，通过第一贴装头的第一吸嘴1.2.6取料，第一贴装头1.2上升，第一贴装头1.2运动至共晶平台1.7的贴装位置，第一贴装头1.2下降，直至元件到达贴装面，压力传感器1.2.7检测达到预定压力，加热装置1.2.3开始工作，对贴装元件加热，
达到预定温度，停止加热，同时，共晶平台1.7的加热装置一直工作，给基板进行预热，并没有达到熔融状态，最终完成贴装和共晶焊接。
33.正装贴装并共晶的工作流程与上述倒装贴装并共晶的工作流程区别在于，不需经过元件倒装装置1.5，第二贴装头1.3将元件直接放置于调整平台1.6上，第二贴装头1.3进行底镜识别后，位置补偿通过第二贴装头1.3的x向运动和调整平台1.6的y向运动完成。其余工作原理同倒装贴装并共晶的工作流程。
34.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
35.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。