一种高功率半导体激光器芯片贴片系统的制作方法

1.本发明属于激光器生产技术领域，具体涉及一种高功率半导体激光器芯片贴片系统。


背景技术：

2.半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高的特点，已在通讯、医疗、显示、工业制作和安防等领域逐渐取代了气体和固体激光器的使用。在半导体激光器的生产工艺中，需要对芯片进行贴片封装，目前激光器贴片系统已发展为高速光学对中贴片机，它能够实现高速高精度全自动地贴放元器件的设备，在激光器的贴片工艺系统中，需要利用点胶机在激光器壳体内芯片安装位置进行点胶处理，再经过贴片机依次将芯片从盘中取出，再依次上料至中激光器壳体点胶位置处，最后将激光器壳体移动到固化设备中进行固化处理，使胶融化并与芯片牢固的粘接。这种将贴片方式虽然贴片效率较高，但芯片放置在胶进行固化时，胶熔化为液态后会产生张力，并具有一定的流动性，常会造成芯片移位、歪斜等现象，导致芯片定位不准，从而造成次品率高的问题。现有技术中的点胶机在进行点胶时，针对不同的贴片区域，需要点涂的胶量也会存在不同，目前只能通过人工更换点胶头的方式来改变出胶量或者通过驱动机构带动点胶头移动的方式，从而增加点胶范围，但也增加了设备成本，因此本领域技术人员针对现有贴片工艺流程的不足，有必要加以改进。


技术实现要素：

3.本发明针对上述问题，公开了一种高功率半导体激光器芯片贴片系统，解决了现有技术中激光器贴片系统在点胶时无法自动更换点胶头的问题，以及贴片时容易出现芯片移位、歪斜等现象，而造成次品率高的问题。
4.具体的技术方案如下：
5.一种高功率半导体激光器芯片贴片系统，包括机座、机架、上输送机构、下输送机构、点胶机构、贴片机构、固化机构，所述机架水平设置于机座上，机架中水平设置所述上输送机构和下输送机构，且上输送机构与下输送机构呈上下分布，上输送机构中输送设置有载物板，载物板底部横向排列设置有多组夹具，每组夹具中分别夹持设置一个激光器壳体，下输送机构中输送设置有载料板，载料板上横向排列放置有多个用于装载芯片的载料盒，所述机架上外侧设置有安装支座，所述安装支座底部固定设置在机座上，安装支座内侧的前后两端分别设置所述点胶机构和贴片机构，安装支座顶部后端边缘活动设置所述固化机构；
6.所述贴片机构包括翻转电机、翻转座、吸附组件，所述翻转座水平转动设置于贴片机座内侧并位于送料机构和输送机构之间，且翻转座一轴端通过安装在贴片机座外侧的翻转电机进行驱动旋转，翻转座，所述翻转座上下两端均通过滑轨横向滑动设有滑动底座，两个滑动底座之间呈错位分布，且两个滑动底座分别通过设置在翻转座内侧的两组横向位移机构进行驱动，所述滑动底座上均横向排列设置有多个吸附组件，相邻两个吸附组件之间
安装有ccd 相机。
7.进一步的，两组横向位移机构分别位于翻转座两侧，所述横向位移机构包括伺服电机一、丝杆一、螺纹连接座，所述伺服电机一设置于翻转座内侧一端，伺服电机一输出轴水平连接所述丝杆一，丝杆一的另一端转动设置于翻转座内壁上，且丝杆一上套设所述螺纹连接座并与之螺纹连接，螺纹连接座上设有连接板，两组横向位移机构中的连接板分别贯穿翻转座上端和下端并于翻转座的上下两端横向开设有滑口，且连接板贯穿所述滑口并与滑动底座底部固定连接，实现横向位移机构带动滑动底座在翻转座上进行横向滑动。
8.进一步的，所述吸附组件包括安装座、升降气缸、吸附头，所述安装座固定设置于滑动底座上，安装座内部设置所述升降气缸，升降气缸的活塞杆连接所述吸附头，吸附头贯穿设置于安装座顶端，且吸附头一侧设有负压吸气管，负压吸气管与外界负压管路连接。
9.进一步的，所述上输送机构和下输送机构均包括输送轮、输送带、输送电机，所述输送轮数量为多组，每组输送轮分别转动设置于机架两侧，且位于机架同一侧的输送轮上均设置所述输送带，其中一组输送轮之间连接有连接轴，所述连接轴的一端贯穿机架并通过安装在机架外侧的输送电机进行驱动。
10.进一步的，所述点胶机构包括安装板、伺服电机二、位移座、滑台气缸、点胶支座、点胶枪管以及活动枪头组件，所述安装板两端固定设置于安装支座内侧壁上，安装板上通过滑轨横向滑动设置所述位移座，所述伺服电机二设置于安装支座外一侧，伺服电机二的输出端连接有丝杆二，丝杆二水平贯穿位移座底部并与之螺纹连接，丝杆二另一端转动设置于安装支座内壁上，所述位移座上横向排列设置有多个滑台气缸，滑台气缸均为纵向设置，滑台气缸的滑台上固定设置所述点胶支座，点胶支座呈“7”字形，点胶支座一侧表面固定设置所述点胶枪管，点胶枪管的顶端管口处连接所述活动枪头组件，点胶支座顶端弯折的一侧垂直设有固定板，所述固定板上设置有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与活动枪头组件的一端相连接，实现旋转电机带动活动枪头组件的一端进行旋转。
11.进一步的，所述活动枪头组件包括注胶管、活动管、点胶头，所述注胶管为水平设置，注胶管的一侧与点胶枪管顶端管口相连接，注胶管一端设有注胶头，所述注胶头嵌入设置于活动管中，所述活动管一端中心与旋转电机的输出轴相连接，活动管侧壁上沿径向均匀设有至少两个点胶头；所述注胶头呈中空的圆柱结构并位于活动管中心，且注胶头与注胶管相连通，注胶头顶端侧壁上设有凸起座，所述凸起座的位置与其中一个点胶头的位置相对应，且凸起座顶端呈弧形结构并与活动管内壁相贴合，凸起座顶端开有容置槽，容置槽中心通过通孔与注胶头内腔连通，容置槽中设有弹簧，弹簧上端设有定位头，定位头一端延伸至注胶头内腔中，定位头另一端抵靠在点胶头的内管孔处，定位头中心贯穿设有孔洞，使得注胶头通过定位头与点胶头内腔相连通。
12.进一步的，所述活动管内壁位于每个点胶头的内管孔位置处设有定位槽，所述定位槽内壁为倾斜，且所述定位头顶端呈变窄设置并与所述定位槽相适配，使得定位头顶端嵌入至定位槽中进行定位。
13.进一步的，所述注胶头与注胶管之间连接有密封管，所述密封管侧壁上通过密封圈与活动管的内壁相贴合，密封管一端外壁上设置有密封挡板，所述密封挡板抵靠在活动管的管口一端。
14.进一步的，所述固化机构包括固定座、翻转支架、翻转驱动电机、安装支板、热风喷
管、 uv灯管，所述固定座分别设置于安装支座顶部两侧，固定座之间转动设置所述翻转支架，翻转支架呈“几”字型结构，且翻转支架的一轴端通过安装在固定座上的翻转驱动电机进行驱动旋转，翻转支架顶端一侧横向排列设置多个安装支板，每个安装支板的位置分别与一个吸附组件的位置相对应，安装支板一端为水平设置，另一端为向下弯折设置，且安装支板的弯折一端上安装热风喷管，多个热风喷管均通过管路与外界热风源相连，多个安装支座的弯折一端横向设置有灯罩，所述灯罩位于热风喷管一端，且灯罩内设置所述uv灯。
15.本发明的有益效果体现在：
16.(1)本发明中贴片系统采用上下分布结构，上、下输送机构分别对待加工件和芯片进行输送，相比较传统平面贴片加工结构，降低了空间占用，提高了加工效率。
17.(2)本发明中点胶机构的活动枪头组件采用了可旋转结构，通过转动电机带动活动管旋转，实现活动管上点胶头进行切换，从而改变出胶量，并且注浆头通过凸起座上的弹性定位头与点胶头的内管孔进行配合，使得点胶头能够顺利的切换，也保证了出胶时的密封性，从而能够满足对不同区域的点胶需求。
18.(3)本发明中贴片机构采用翻转结构，通过上下两组吸附组件分别同时进行吸附和贴片作业，再通过翻转座翻转进行切换，有效提高了贴片效率，并且对于同一批次上的产品，在固化机构的配合下，能够同时进行贴片和固化处理，使得激光器内的芯片在吸附头定位作用下配合uv灯以及热风喷管的固化处理，使得芯片与激光器内部pcb板牢固的粘接，从而避免后续固化时因胶液熔化流动而导致芯片的移位、歪斜等问题，有效提高了贴片质量，同时后续无需再进入到固化设备进行固化处理。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图。
20.图2为本发明中点胶机构的结构示意图。
21.图3为本发明中贴片机构的结构示意图。
22.图4为本发明中贴片机构的侧面剖视图。
23.图5为本发明中活动枪头组件的结构示意图。
24.图6为本发明中活动枪头组件的剖视图。
25.机座1、机架2、安装支座21；
26.上输送机构3、输送轮31、连接轴311、输送带32、输送电机33、载物板34、夹具341；
27.下输送机构4、载料板41、载料盒42；
28.贴片机构5、翻转电机51、翻转座52、滑口521、吸附组件53、安装座531、升降气缸 532、吸附头533、伺服电机一541、丝杆一542、螺纹连接座543、连接板544、滑动底座55、 ccd相机56；
29.点胶机构6、安装板61、伺服电机二62、丝杆二621、位移座63、滑台气缸64、点胶支座65、固定板651、点胶枪管66、活动枪头组件67、注胶管671、活动管672、定位槽6721、点胶头673、密封管674、密封圈6741、密封挡板675、注胶头676、凸起座6761、容置槽 6762、弹簧6763、定位头6764、旋转电机68；
30.固化机构7、固定座71、翻转支架72、翻转驱动电机73、安装支板74、热风喷管75、 uv灯管76、灯罩77。
具体实施方式
31.为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。本发明中所提及的固定连接，固定设置均为机械领域中的通用连接方式，焊接、螺栓螺母连接以及螺钉连接均可。
32.在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.如图1-6所示，一种高功率半导体激光器芯片贴片系统，包括机座1、机架2、上输送机构3、下输送机构4、点胶机构6、贴片机构5、固化机构7，所述机架2水平设置于机座1 上，机架2中水平设置所述上输送机构3和下输送机构4，且上输送机构3与下输送机构4 呈上下分布，上输送机构3中输送设置有载物板34，载物板34底部横向排列设置有多组夹具341，每组夹具341中分别夹持设置一个激光器壳体，下输送机构4中输送设置有载料板 41，载料板41上横向排列放置有多个用于装载芯片的载料盒42，所述机架2上外侧设置有“几”字型结构的安装支座21，所述安装支座21底部固定设置在机座1上，安装支座21内侧的前后两端分别设置所述点胶机构6和贴片机构5，安装支座21顶部后端边缘活动设置所述固化机构7。
34.上输送机构3和下输送机构4均包括输送轮31、输送带32、输送电机33，所述输送轮 31数量为多组，每组输送轮31分别转动设置于机架2两侧，且位于机架2同一侧的输送轮 31上均设置所述输送带32，输送带32上半段用于放置载物板34或载料板41，其中一组输送轮31之间连接有连接轴311，所述连接轴311的一端贯穿机架2并通过安装在机架2外侧的输送电机33进行驱动。其中，上输送机构3的数量为两组，两组上输送机构3呈前后分布，前端的一组上输送机构3自机架2前端延伸至点胶机构6，后端的一组上输送机构3自贴片机构5延伸至机架2后端，使得两组上输送机构3分别与点胶机构6和贴片机构5相配合。
35.贴片机构5包括翻转电机51、翻转座52、吸附组件53，所述翻转座52水平转动设置于贴片机座1内侧并位于送料机构和输送机构之间，且翻转座52一轴端通过安装在贴片机座1 外侧的翻转电机51进行驱动旋转，翻转座52，所述翻转座52上下两端均通过滑轨横向滑动设有滑动底座55，两个滑动底座55之间呈错位分布，且两个滑动底座55分别通过设置在翻转座52内侧的两组横向位移机构进行驱动，所述滑动底座55上均横向排列设置有多个吸附组件53，相邻两个吸附组件53之间安装有ccd相机56，所述ccd相机56通过支架安装在滑动底座55上。
36.两组横向位移机构分别位于翻转座52两侧，所述横向位移机构包括伺服电机一541、丝杆一542、螺纹连接座543，所述伺服电机一541设置于翻转座52内侧一端，伺服电机一541 输出轴水平连接所述丝杆一542，丝杆一542的另一端转动设置于翻转座52内壁上，且丝杆一542上套设所述螺纹连接座543并与之螺纹连接，螺纹连接座543上设有连接板544，两组横向位移机构中的连接板544分别贯穿翻转座52上端和下端并于翻转座52的上下两端横向开设有滑口521，且连接板544贯穿所述滑口521并与滑动底座55底部固定连接，实现横向位移机构带动滑动底座55在翻转座52上进行横向滑动。
37.吸附组件53包括安装座531、升降气缸532、吸附头533，所述安装座531固定设置于
滑动底座55上，安装座531内部设置所述升降气缸532，升降气缸532的活塞杆连接所述吸附头533，吸附头533贯穿设置于安装座531顶端，且吸附头533一侧设有负压吸气管，负压吸气管与外界负压管路连接。
38.为了避免在贴片时，芯片与胶液之间无法有效固定，以及胶液融化时导致芯片移位的问题，从而在进行贴片的同时进行固化处理，固化机构7包括固定座71、翻转支架72、翻转驱动电机73、安装支板74、热风喷管75、uv灯管76，所述固定座71分别设置于安装支座21 顶部两侧，固定座71之间转动设置翻转支架72，翻转支架72呈“几”字型结构，且翻转支架72的一轴端通过安装在固定座71上的翻转驱动电机73进行驱动旋转，翻转支架72顶端一侧横向排列设置多个安装支板74，每个安装支板74的位置分别与一个吸附组件53的位置相对应，安装支板74一端为水平设置，另一端为向下弯折设置，且安装支板74的弯折一端上安装热风喷管75，多个热风喷管75均通过管路与外界热风源相连，多个安装支座21的弯折一端横向设置有灯罩77，所述灯罩77位于热风喷管75一端，且灯罩77内设置所述uv 灯，通过翻转驱动电机73带动翻转支架72向前旋转90度，从而使得安装支板74的弯折一端正对输送板的斜下方，从而通过热风喷管75以及uv灯管76对激光器壳体内的胶进行固化处理。
39.点胶机构6包括安装板61、伺服电机二62、位移座63、滑台气缸64、点胶支座65、点胶枪管66以及活动枪头组件67，所述安装板61两端固定设置于安装支座21内侧壁上，安装板61上通过滑轨横向滑动设置所述位移座63，所述伺服电机二62设置于安装支座21外一侧，伺服电机二62的输出端连接丝杆二621，丝杆二621水平贯穿位移座63底部并与之螺纹连接，丝杆二621另一端转动设置于安装支座21内壁上，所述位移座63上横向排列设置多个滑台气缸64，滑台气缸64均为纵向设置，滑台气缸64的滑台上固定设置所述点胶支座65，点胶支座65呈“7”字形，点胶支座65一侧表面固定设置所述点胶枪管66，点胶枪管66的顶端管口处连接所述活动枪头组件67，点胶支座65顶端弯折的一侧垂直设有固定板 651，所述固定板651上设置有旋转电机68，所述旋转电机68的输出轴与活动枪头组件67 的一端相连接，实现旋转电机68带动活动枪头组件67的一端进行旋转。
40.活动枪头组件67包括注胶管671、活动管672、点胶头673，所述注胶管671为水平设置，注胶管671的一侧与点胶枪管66顶端管口相连接，注胶管671一端设有注胶头676，所述注胶头676嵌入设置于活动管672中，所述活动管672一端中心与旋转电机68的输出轴相连接，活动管672侧壁上沿径向均匀设置至少两个点胶头673，每个点胶头673的出料管口大小不同，且相邻点胶头673之间夹角呈90度；所述注胶头676呈中空的圆柱结构并位于活动管672中心，且注胶头676与注胶管671相连通，注胶头676顶端侧壁上设有凸起座6761，所述凸起座6761的位置与其中一个点胶头673的位置相对应，且凸起座6761顶端呈弧形结构并与活动管672内壁相贴合，凸起座6761顶端开有容置槽6762，容置槽6762中心通过通孔与注胶头676内腔连通，容置槽6762中设有弹簧6763，弹簧6763上端设有定位头6764，定位头6764一端延伸至注胶头676内腔中，定位头6764另一端抵靠在点胶头673的内管孔处，定位头6764中心贯穿设有孔洞，使得注胶头676通过定位头6764与点胶头673内腔相连通。
41.为了进一步保证密封性，活动管672内壁位于每个点胶头673的内管孔位置处设有定位槽6721，所述定位槽6721内壁为倾斜，且所述定位头6764顶端呈变窄设置并与所述定位槽 6721相适配，使得定位头6764顶端嵌入至定位槽6721中进行定位。
42.为了保证活动管672与注浆头之间的密封性，注胶头676与注胶管671之间连接有
密封管674，所述密封管674侧壁上通过密封圈6741与活动管672的内壁相贴合，密封管674一端外壁上设置有密封挡板675，所述密封挡板675抵靠在活动管672的管口一端。
43.工作原理：在工作前，依次在上输送机构3上放置载物板34，并且每个载物板34底部的激光器壳体都通过载物板34上的夹具341进行固定；在下输送机构4上放置载料板41，载料板41上载料盒42中均匀放置若干个芯片。工作时，上输送机构3和下输送机构4带动载物板34和载料板41进入到安装支座21中，点胶机构6启动，在伺服电机二62的带动下带动位移座63横向位移，同时其中一组在上输送机构3带动载物板34前后位移，相互配合实现点胶头673的对准，随后在滑台气缸64的抬升下进行点胶作业，在需要切换不同大小的点胶头673时，旋转电机68带动活动管672进行90度旋转，从而更换另一个点胶头673。
44.在点胶完成后，该载物板34移动到贴片机构5上方，贴片机构5通过其中一组吸附组件 53在载料板41上的芯片进行吸附，随后通过翻转座52的翻转使得该吸附组件53移动到上方，随后通过横向位移机构与上输送机构3对准贴片位置，并在ccd相机56的配合下进行校正，通过升降气缸532的驱动使得吸附头533带动芯片上升并贴放至指定位置，此时吸附头533保持约2秒的定位状态，在对改组激光去进行贴片处理的过程中，固化机构7通过翻转驱动电机73带动翻转架进行90度翻转，使得安装支板74延伸至载物板34的前端下方，并通过uv固化灯以及热风喷管75对激光器的贴片位置进行固化处理，实现贴片的同时进行固化处理，当该组激光器贴片完成后，翻转架复位，载物板34向前继续输送，从而完成半导体激光器芯片的贴片工艺。
45.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。