一种用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置的制作方法

1.本实用新型属于光电芯片及光机电一体化产品生产制造技术领域，具体涉及一种用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置。


背景技术：

2.光电芯片的制造技术是以光电子学为基础，综合利用光学、精密机械、电子学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科，光电芯片的生产制造工艺属于半导体制作工艺，需要在一块较小的单晶硅片上制作上较多数量的晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路，光电芯片的物理尺寸和体积通常都很小，在芯片制造及光机电一体化产品生产组装过程中，一般采用精细化的吸嘴执行芯片拾取工作，再通过人工或自动化设备贴装于芯片基板或承载零件上，实现芯片封装；在贴装过程中，需要通过显微镜、ccd成像或者机器视觉系统随时观察芯片外形特征以及与安装位置的对准情况；而现有技术中用于执行芯片拾取工作的吸嘴，在拾取后芯片大部分被吸嘴遮挡，因此不能全面观察到芯片与安装位置的对准情况，特别是芯片的主要定位特征部位被吸嘴遮挡后，贴装过程中完全没有办法进行定位特征识别和安装位置的对准定位，只能通过间接的标记点进行贴装位置的计算对准，造成芯片封装过程操作不方便，工艺繁琐，设备结构复杂，并且通过间接标记点计算对准，易存在误差，造成贴装位置精度不高。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置，能够直接观察芯片贴装位置对准情况，简化设备结构和生产工艺，操作方便，提高芯片贴装位置精度。
4.本实用新型所采用的技术方案为：
5.一种用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置，包括有吸嘴安装座、吸嘴和透明盖，所述吸嘴固定安装于所述吸嘴安装座的安装面上，所述吸嘴安装座上与安装面互相对应的另外一个面上设置有观察窗，所述透明盖固定封装于观察窗上，所述吸嘴的轴向正投影位于观察窗的观察范围内；所述吸嘴安装座内部设置有气道，所述气道连通至吸嘴内腔。
6.在一种可能的设计中，所述吸嘴安装座为一长方体，所述吸嘴安装座前端沿竖直方向贯穿设置有安装腔，所述吸嘴同轴固定于所述安装腔下段，所述安装腔上端构成观察窗，所述透明盖固定设置于观察窗内。
7.在一种可能的设计中，所述安装腔上端设置有台阶限位孔，所述透明盖密封安装于台阶限位孔内。
8.在一种可能的设计中，所述气道沿横向设置于吸嘴安装座内部，所述气道后端设置于所述吸嘴安装座后端面上，构成气嘴安装孔；所述气道前端连通至所述安装腔中部。
9.在一种可能的设计中，在一种可能的设计中，所述气道包括有多个台阶孔，多个台
阶孔的直径沿着自后向前的方向依次缩小。
10.在一种可能的设计中，所述吸嘴包括有圆柱筒形连接段，和固定连接于连接段下端的圆锥形吸嘴头，所述连接段中部设置有向外凸出的圆环形限位凸台，构成限位环；所述连接段的上部通过过盈配合固定连接于所述安装腔内，所述限位环为所述吸嘴提供安装限位。
11.在一种可能的设计中，所述吸嘴安装座的顶面设置有一段斜面，使得所述吸嘴安装座的前段厚度小于后段厚度。
12.在一种可能的设计中，所述吸嘴安装座前端面上设置有排气孔，所述排气孔沿着水平方向向内延伸至与所述安装腔连通，所述吸嘴伸入至所述安装腔内部的深度大于所述排气孔的最高点至所述吸嘴安装座的底面之间的距离。
13.在一种可能的设计中，所述透明盖的材料为透明玻璃。
14.所述吸嘴安装座顶面设置有至少两个定位连接孔。
15.本实用新型的有益效果为：
16.一种用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置，同轴设置透明盖、贯通安装腔和吸嘴，显微镜、ccd成像或者机器视觉系统等监测机构可以通过透明盖经安装腔和吸嘴直接观察芯片被吸嘴吸附住的区域与贴装位置对准情况；吸嘴安装座通过定位连接孔固定安装于设备上，通过横向气道可以为吸嘴提供拾取芯片的吸附气压，透明盖密封安装于安装腔上端的台阶限位孔内，确保气道能够输入有效吸附气压；无需另外设置间接标记点，简化了设备结构和生产工艺，操作方便，提高了芯片贴装位置精度。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例一用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置立体结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例一用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置另一视角的立体结构示意图；
19.图3是本实用新型实施例一用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置爆炸后的立体结构示意图；
20.图4是本实用新型用实施例一于光电芯片封装设备的可视化拾取装置平面结构示意图；
21.图5是图4的左视图；
22.图6是图4的仰视图；
23.图7是图4的俯视图；
24.图8是图7的a-a剖面结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.如图1～8所示，本实用新型一较佳实施方式提供一种用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置，首先策划主要结构构思方案如下：
27.基础结构设置吸嘴安装座1、吸嘴10和透明盖11，将吸嘴10固定安装于吸嘴安装座1的的安装面上，在吸嘴安装座1的与安装面互相对应的另外一个面上设置一个观察窗，在观察窗上固定封装一个透明盖11，同时吸嘴10的轴向正投影位于观察窗的观察范围内，并且在吸嘴安装座1的内部设置一气道，气道从吸嘴10的侧面方向与吸嘴10的内腔连通，通过气道可以为吸嘴提供拾取芯片的吸附气压；从而使得观察窗至吸嘴10的吸附拾取端的观察范围内没有任何遮挡阻碍物，在光机电一体化产品生产组装过程中贴装芯片时，显微镜、ccd成像或者机器视觉系统等监测机构可以直接观察芯片被吸嘴吸附住的区域与贴装位置对准情况；整体结构只设置三个零件，无需另外设置间接标记点，零件数量少，简化了设备结构和生产工艺，操作方便，提高了芯片贴装位置精度。
28.实施例一：
29.在实际应用中，吸嘴安装座1的具体结构特征是一长方体主体结构，在吸嘴安装座1的前端沿着竖直方向贯穿设置一个通孔，由通孔构成能够安装吸嘴10的安装腔13，将吸嘴10同轴固定于安装腔的下段内部，将安装腔的上端设置构成观察窗，并将透明盖11固定设置于观察窗内部，在吸嘴安装座1的外部无需设置任何辅助安装结构，进一步简化机械结构特征和生产制造工艺。
30.进一步地，透明盖11的具体安装方式为：在安装腔的上段设置一段台阶限位孔，通过台阶限位孔为透明盖11提供安装限位，将透明盖11密封安装在台阶限位孔内，透明盖11可以通过胶装或者其他密封连接方式固定连接在台阶限位孔内壁上，通过透明盖11的密封连接性能防止气道提供的吸附气压从观察窗泄漏，确保吸嘴能够保持有效吸附气压。
31.进一步地，气道的具体技术结构为：将气道14沿着横向水平设置于吸嘴安装座1的内部，将气道14的后端开口设置于吸嘴安装座1的后端面上，拨道14的开口端构成气嘴安装孔；将气道14的前端沿着水平方向延伸连通至安装腔的中部，从而通过安装腔实现气道与吸嘴内腔的连通。
32.并且气道由多个台阶孔组合构成，多个台阶孔的直径沿着自后向前的方向依次缩小，通过依次缩小的台阶孔逐渐增加气体压力，确保为吸嘴提供足够的吸附气压。
33.再进一步地，吸嘴10的具体结构为：吸嘴10由三个部分组成，首先是位于吸嘴上段的圆柱筒形连接段103，和固定连接于连接段103下端的圆锥形吸嘴头101，在连接段103的中部设置向外凸出的圆环形限位凸台，构成圆环形结构的限位环102；吸嘴10安装于安装腔内时，连接段103的上部通过过盈配合固定连接于安装腔内，通过限位环102可以为吸嘴10提供安装限位，操作方便。吸嘴10的外形特征不仅仅局限于圆柱筒形连接段和圆锥形吸嘴头，也可以采用其他外部结构特征的连接段和吸嘴头，例如四棱柱形连接段和四棱锥形吸嘴头，或者是其他几何形状的连接段和吸嘴头。
34.作为吸嘴的必然特征，在吸嘴头101的内部必须要设置上下贯通的吸气孔12，吸气孔的直径小于连接段的内径，连接段103的内径小于安装腔13的内径，限位环102的外径大于安装腔的内径。
35.再进一步地，在吸嘴安装座1的顶面再设置一段斜面17，使得吸嘴安装座1的前段厚度小于后段厚度，以便增加显微镜、ccd成像或者机器视觉系统等监测机构的观察空间，
进一步提高芯片封装操作便利性。
36.并在吸嘴安装座1的顶面设置至少两个定位连接孔16，吸嘴安装座1可以通过定位连接孔16固定安装连接于设备上，并且至少两个位连接孔16可以提高吸嘴安装座1的安装连接稳定性，防止吸嘴安装座1在芯片封装过程中发生旋转偏移等故障，确保设备运行平稳。
37.并在吸嘴安装座1的前端面上设置一个排气孔15，将排气孔15沿着水平方向向内延伸至与安装腔13连通，吸嘴10的连接段103通过过盈配合安装腔连接至安装腔13内部时，通过排气孔15可以防止安装腔13内部存在气密情况，确保吸嘴能够顺利安装连接；并且由于吸嘴10的连接段103伸入至安装腔13内部的深度大于排气孔16的最高点至吸嘴安装座1的底面之间的距离，同时由于吸嘴10的连接段103与安装腔13之间通过过盈配合固定连接，因此排气孔15在吸嘴10的连接段103安装完成后，与吸嘴10的连接段103的外圆周面之间也形成密封连接，从而也不会泄漏吸嘴的吸附气压。
38.再进一步地，透明盖11的材料采用透明玻璃，对芯片封装无任何影响，对显微镜、ccd成像或者机器视觉系统等监测机构的监测结果也无任何影响，稳定可靠，能够确保直观观察效果。
39.并在安装腔13的上段再设置一段过渡腔，将过渡腔的内径设置为大于安装腔13的内径；并将台阶限位孔的内径设置为大于过渡腔的内径，从而构成了一个直径沿着自下至上的方向依次扩大的观察孔道，在芯片封装过程中，显微镜、ccd成像或者机器视觉系统等监测机构沿着自下至上依次扩大的观察孔道监测芯片封装位置对准情况，观察效果稳定可靠，有利于确保芯片封装位置准确度。
40.透明盖11的外径略小于台阶限位孔的内径，以便预留透明盖11的胶装或者其他密封连接方式的操作空间。
41.最后，本例中的吸气孔的直径设置为1.8mm，连接段103的内径设置为10mm，外径设置为16mm，限位环的外径设置为20mm；安装腔13的内径也设置为16mm，安装腔13的内孔采用负公差，连接段103的外径采用正公差，使得连接段的外圆柱面与安装腔的内孔面构成过盈配合；过渡腔的内径也设置为20mm，台阶限位孔的内径设置为51mm，透明盖11的外径设置为50mm，使得透明盖11外圆柱面与台阶限位孔的内孔面之间具有0.5mm的间隔距离，从而为明盖11通过胶装或者其他密封连接方式固定连接在台阶限位孔内壁上提供操作空间。
42.本实用新型用于光电芯片封装设备的可视化拾取装置，同轴设置透明盖、贯通安装腔和吸嘴，显微镜、ccd成像或者机器视觉系统等监测机构可以通过透明盖经安装腔和吸嘴直接观察芯片被吸嘴吸附住的区域与贴装位置对准情况；吸嘴安装座通过定位连接孔固定安装于设备上，通过横向气道可以为吸嘴提供拾取芯片的吸附气压，透明盖密封安装于安装腔上端的台阶限位孔内，确保气道能够输入有效吸附气压；无需另外设置间接标记点，简化了设备结构和生产工艺，操作方便，提高了芯片贴装位置精度。
43.本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。