一种在线拉力检测装置的制作方法

1.本实用新型属于检测装置技术领域，涉及一种拉力检测装置，特别涉及一种芯片引脚焊接拉力的在线检测装置。


背景技术：

2.集成电路（ic）是电子产品中不可缺少的必备基础元件之一，在集成电路（ic）生产加工封装过程中，需要将不同的芯片焊接绑定在ic基板上，芯片引脚焊接质量的好坏直接决定了集成电路（ic）及电子产品的质量，因此，在集成电路（ic）生产封装过程中需要对芯片的引脚焊接拉力进行检测。
3.目前集成电路（ic）芯片引脚焊接拉力检测主要还是依靠人工操作，检测操作由工人通过手动操作检测钩对芯片进行轻微钩起，若芯片焊接存在质量问题，其引脚将会脱落，由此来判断芯片的引脚焊接拉力是否合格。但是在检测过程中由于诸多人为因素，检测操作工人根据经验对检测钩进行施力，不能保证每次的力度均一致，会直接影响检测结果的准确性和稳定性；另外，由于电路板批量加工是数量庞大，而人工检测效率相对很慢，只能对产品进行抽检，就会导致合格率波动很大，产品质量得不到保证。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种结构简单、体型小巧、自动化程度高的在线拉力检测装置，该检测装置通过与生产线配合使用，实现芯片引脚焊接拉力在线非破坏检测，检测效率高、精度和稳定性好，提高产品的良品率，有效的解决了现有技术存在的问题。
5.本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：一种在线拉力检测装置，包括盒体和拉力检测钩，还包括设置在盒体内的运动机构和电路板，所述盒体的前侧设有穿越窗，拉力检测钩通过钩针连接组件与盒体内的运动机构连接，电路板固定在盒体后侧的内壁上；所述运动机构包括垂直运动机构和左右摆动机构，所述垂直运动机构包括上固定架、下固定架、两块侧板、上支架、下支架、联动座和垂直音圈电机，所述下固定架与盒体的底部连接，上固定架通过两块侧板连接在下固定架上方，所述上支架其中一端与上固定架铰接，上支架另一端与联动座的上端铰接，所述下支架其中一端与下固定架铰接，下支架另一端与联动座的下端铰接；所述左右摆动机构包括摆动架、摆动座和摆动音圈电机，所述联动座的中部设有用于定位摆动座的凹槽，摆动座定位在凹槽中并可在凹槽中左右摆动，所述摆动架与摆动座连接并位于两块侧板之间；垂直音圈电机的动子线圈ⅰ以及摆动音圈电机的动子线圈ⅱ分别与摆动架连接，且动子线圈ⅰ和动子线圈ⅱ的线圈接头分别与电路板电性连接；垂直音圈电机的定子磁铁ⅰ分别连接在两块侧板的内侧并与动子线圈ⅰ的位置对应，且定子磁铁ⅰ与动子线圈ⅰ平行；摆动音圈电机的定子磁铁ⅱ通过磁铁支架与侧板垂直连接并位于动子线圈ⅱ的后侧，且定子磁铁ⅱ与动子线圈ⅱ垂直。
6.本实用新型进一步的技术方案是：所述摆动架的后端通过传感器支架连接有用于检测摆动座上下移动行程的第一传感器和用于检测摆动座左右摆动角度的第二传感器，所
述第一传感器和第二传感器分别与电路板电性连接；所述第一传感器和第二传感器可以是磁编码传感器、光栅传感器或psd传感器等位置灵敏传感器。
7.本实用新型进一步的技术方案是：所述钩针连接组件包括连接轴、连接座和绝缘板，所述拉力检测钩与连接轴的端部垂直连接，连接座与连接轴远离拉力检测钩的一端连接；所述绝缘板一端与连接座连接，绝缘板另一端穿过穿越窗后与摆动座连接，所述连接座通过导线与电路板电性连接。
8.本实用新型进一步的技术方案是：所述上支架其中一端通过转轴ⅰ和轴承ⅰ与上固定架铰接，上支架另一端通过转轴ⅰ和轴承ⅰ与联动座的上端铰接；所述下支架其中一端通过转轴ⅰ和轴承ⅰ与下固定架铰接，下支架另一端通过转轴ⅰ和轴承ⅰ与联动座的下端铰接。
9.本实用新型进一步的技术方案是：所述摆动座的上下两端分别通过转轴ⅱ和轴承ⅱ与联动座连接，使得摆动座可在凹槽中绕转轴ⅱ摆动。
10.本实用新型进一步的技术方案是：所述联动座的下端与其中一块侧板的上端之间连接有回位拉簧。
11.本实用新型进一步的技术方案是：所述摆动架的后端与上固定架的左右两端之间分别连接有居中拉簧。
12.本实用新型进一步的技术方案是：所述联动座的侧面靠上下两端的位置分别设有限位台，所述侧板的前侧分别设有与限位台对应的限位凸块。
13.本实用新型的一种在线拉力检测装置由于采用上述结构，具有如下有益效果：
14.1.本实用新型结构简单、体型小巧、自动化程度高，通过与生产线配合使用，实现芯片引脚焊接拉力在线非破坏检测，检测效率高、精度和稳定性好，提高产品的良品率；
15.2.本实用新型的联动座、上支架、下支架、上固定架和下固定架铰接连接形成活动的平行四边形结构，使得联动座可垂直上下运动，平行四边形结构的上下运动垂直性高，能有效提高运动精度和稳定性；并且铰接处通过转轴与精密轴承配合，轴承阻力为相对固定，不存在金属疲劳现象而影响检测精度，检测精度不受工作环境影响；
16.3.本实用新型的垂直运动机构和左右摆动机构均通过音圈电机驱动，音圈电机具有结构简单、体积小、驱动方便、响应灵敏等优点；另外，由于联动座以及摆动座的运动关节处采用转轴与轴承配合，轴承阻力固定没有非线性阻力影响，音圈电机的程序驱动控制更简单，输出更可靠；
17.4.本实用新型的连接座还通过导线与电路板电性连接，用于辅助监测拉力检测钩3在运动过程是否与芯片发生碰撞，若拉力检测钩在运动过程中与芯片触碰，则芯片、拉力检测钩、电路板形成电性导通的回路，当电路板检测到该回路导通，则立即通过垂直音圈电机或摆动音圈电机控制拉力检测钩停止运动，避免碰撞芯片造成芯片损坏，起到监测保护芯片的作用；
18.5.本实用新型的一种在线拉力检测装置不仅可以用于检测集成电路（ic）的芯片、功率模组igbt引脚焊接质量，还可用于电池电芯焊接拉力检测等其他场景使用，适用范围广，具有很大的市场前景。
19.下面结合附图和实施例对本实用新型一种在线拉力检测装置作进一步的说明。
附图说明
20.图1是本实用新型一种在线拉力检测装置的整体结构示意图；
21.图2是本实用新型的内部结构示意图之一；
22.图3是本实用新型的内部结构示意图之二；
23.图4是本实用新型的内部结构主视图（省略其中一侧侧板和定子磁铁ⅰ）；
24.图5是图4所示的立体结构示意图之一；
25.图6是图4所示的立体结构示意图之二；
26.图7是本实用新型左右摆动机构的结构示意图；
27.图8是本实用新型联动座的结构示意图；
28.图9是本实用新型摆动架、摆动座以及传感器支架连接的结构示意图；
29.附图标号说明：1-盒体，11-穿越窗，21-连接轴，22-连接座，23-绝缘板，3-拉力检测钩，41-上固定架，42-上支架，43-联动座，431-限位台，432-凹槽，44-下支架，45-下固定架，46-侧板，461-限位凸块，47-回位拉簧，48-动子线圈ⅰ，49-定子磁铁ⅰ，51-摆动架，52-摆动座，53-居中拉簧，54-动子线圈ⅱ，55-定子磁铁ⅱ，56-磁铁支架，6-传感器支架，61-第一传感器，62-第二传感器，7-电路板，8-转轴ⅰ，9-轴承ⅰ，10-转轴ⅱ。
具体实施方式
30.如图1至图9所示，本实用新型一种在线拉力检测装置，包括盒体1、拉力检测钩3、设置在盒体1内的运动机构和电路板7，所述盒体1的前侧设有穿越窗11，电路板7固定在盒体1后侧的内壁上。
31.本实用新型的运动机构包括垂直运动机构和左右摆动机构，所述垂直运动机构包括上固定架41、下固定架45、两块侧板46、上支架42、下支架44、联动座43和垂直音圈电机，所述下固定架45与盒体1的底部连接，上固定架41通过两块侧板46连接在下固定架45上方，所述上支架42其中一端通过转轴ⅰ8和轴承ⅰ9与上固定架41铰接，上支架42另一端通过转轴ⅰ8和轴承ⅰ9与联动座43的上端铰接；所述下支架44其中一端通过转轴ⅰ8和轴承ⅰ9与下固定架45铰接，下支架44另一端通过转轴ⅰ8和轴承ⅰ9与联动座43的下端铰接，使得联动座43、上支架42、下支架44、上固定架41和下固定架45形成活动的平行四边形结构，联动座43可垂直上下运动，平行四边形结构的上下运动垂直性高，能有效提高运动精度和稳定性。
32.所述左右摆动机构包括摆动架51、摆动座52和摆动音圈电机，所述联动座43的中部设有用于定位摆动座52的凹槽432，摆动座52定位在凹槽432中，且摆动座52的上下两端分别通过转轴ⅱ10和轴承ⅱ与联动座43连接，使得摆动座52可在凹槽432中绕转轴ⅱ10左右摆动；所述摆动架51与摆动座52连接并位于两块侧板46之间。
33.所述垂直音圈电机的动子线圈ⅰ48以及摆动音圈电机的动子线圈ⅱ54分别与摆动架51连接，且动子线圈ⅰ48和动子线圈ⅱ54的线圈接头分别与电路板7电性连接；垂直音圈电机的定子磁铁ⅰ49分别连接在两块侧板46的内侧并与动子线圈ⅰ48的位置对应，且定子磁铁ⅰ49与动子线圈ⅰ48平行；当动子线圈ⅰ48通电时，其所产生的磁力线切割定子磁铁ⅰ49的磁场，产生向上或向下的力，使得联动座43和摆动座52垂直上下运动，而联动座43和摆动座52的运动方向和力可以通过控制通过动子线圈ⅰ48的电流方向和电流大小来调整。所述摆动音圈电机的定子磁铁ⅱ55通过磁铁支架56与侧板46垂直连接并位于动子线圈ⅱ54的后
侧，且定子磁铁ⅱ55与动子线圈ⅱ54垂直；当动子线圈ⅱ54通电时，其所产生的磁力线切割定子磁铁ⅱ55的磁场，产生向左或向右的力，使得摆动座52绕转轴ⅱ10左右摆动，而摆动座52的摆动方向和力矩可以通过控制通过动子线圈ⅱ54的电流方向和电流大小来调整。
34.另外，本实用新型的摆动架51的后端通过传感器支架6连接有用于检测摆动座52上下移动行程的第一传感器61和用于检测摆动座52左右摆动角度的第二传感器62，所述第一传感器61和第二传感器62分别与电路板7电性连接，第一传感器61和第二传感器62将摆动座52的位置信息传送给电路板7，电路板7根据该信息实时调整通过动子线圈ⅰ48和动子线圈ⅱ54的电流方向和电流大小，以控制摆动座52的上下移动行程和左右摆动角度。在本实用新型中，所述第一传感器61和第二传感器62可以是磁编码传感器、光栅传感器或psd传感器等位置灵敏的传感器。
35.如图2所示，本实用新型的拉力检测钩3通过钩针连接组件与盒体1内的运动机构连接，所述钩针连接组件包括连接轴21、连接座22和绝缘板23，所述拉力检测钩3与连接轴21的端部垂直连接，连接座22与连接轴21远离拉力检测钩3的一端连接；所述绝缘板23一端与连接座22连接，绝缘板23另一端穿过穿越窗11后与摆动座52连接。另外，本实用新型的连接座22还通过导线与电路板7电性连接，用于辅助监测拉力检测钩3在运动过程是否与芯片发生碰撞，由于本实用新型的检测装置是设置在流水线上，因此电路板7与流水线以及流水线上的芯片电性导通，若拉力检测钩3在运动过程中与芯片触碰，则芯片、拉力检测钩3、电路板7形成电性导通的回路，当电路板7检测到该回路导通，则立即通过垂直音圈电机或摆动音圈电机控制拉力检测钩3停止运动，避免碰撞芯片造成芯片的损坏，起到监测保护芯片的作用。
36.如图3所示，所述联动座43的下端与其中一块侧板46的上端之间连接有回位拉簧47，回位拉簧47一端与侧板46连接，回位拉簧47另一端与联动座43的下端连接；联动座43的侧面靠上下两端的位置分别设有限位台431，所述侧板46的前侧分别设有与限位台431对应的限位凸块461，通过限位台431与限位凸块461配合，可以限定联动座43上下移动的行程。另外，摆动架51的后端与上固定架41的左右两端之间还分别连接有居中拉簧53，通过回位拉簧47和居中拉簧53可以使得每次拉力检测完成后拉力检测钩3都返回到初始位置。
37.本实用新型的工作原理及步骤如下：
38.1.拉力检测作业时，本实用新型固定设置在流水线侧面，拉力检测钩3位于流水线上侧，当传感器感应到待检测的集成电路板传送至拉力检测钩3下侧时，输送线停止运动；
39.2.动子线圈ⅱ54通电使得摆动座52带动拉力检测钩3向外侧摆动，第二传感器62检测到摆动座52的摆动角度达到设定值后，动子线圈ⅰ48通电使得摆动座52带动拉力检测钩3向下运动，第一传感器61检测到摆动座52的移动行程达到设定值后停止向下运动；
40.3.电路板7控制动子线圈ⅱ54运动所需的力矩激励电流，使得摆动座52带动拉力检测钩3向内侧摆动，第二传感器62检测到摆动座52的摆动角度达到设定值后，摆动座52停止摆动，此时拉力检测钩3位于集成电路板的芯片下侧；
41.4.电路板7控制动子线圈ⅰ48运动所需的力矩激励电流，使得摆动座52带动拉力检测钩3以设定的速度和力矩向上移动，拉力检测钩3钩在芯片下侧，动子线圈ⅰ48根据标定量控制对应位置所需和力矩电流，拉力检测钩3对芯片施加设定的向上拉力，同时第一传感器61检测摆动座52的位置，若拉力检测钩3对芯片施加向上拉力过程中第一传感器61检测到
摆动座52的位置变化在虚焊值范围内，说明芯片的引脚焊接拉力合格；反之，在拉力检测钩3对芯片向上施力过程中若第一传感器61检测到摆动座52的位置改变达到虚焊值，说明芯片的引脚脱落，焊接拉力不合格；
42.5.芯片引脚焊接拉力检测完毕后，电路板7控制动子线圈ⅰ48运动所需的力矩激励电流，使得摆动座52带动拉力检测钩3以设定的速度和力矩向下移动，使得拉力检测钩3脱离芯片，并且在回位拉簧47和居中拉簧53的辅助下驱动拉力检测钩3返回初始位置，等待下一次的拉力检测。
43.本实用新型的一种在线拉力检测装置不仅可以用于检测集成电路（ic）的芯片、功率模组igbt引脚焊接质量，还可用于电池电芯焊接拉力检测等其他场景使用，适用范围广，具有很大的市场前景。
44.以上实施例仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的结构并不限于上述实施例列举的形式，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。