[發明專利]一種自動粘片機三維運動焊頭的控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 201410038858.7
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103809525A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 姚劍鋒;張順;肖峰;胡永剛
• 申請（專利權）人: 佛山市藍箭電子股份有限公司
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414;H01L21/677
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 艾持平

1.一種自動粘片機的三維運動焊頭控制系統，包括焊頭的運動控制系統，焊頭的吸嘴控制系統、焊頭吸嘴的檢測系統，其中焊頭的運動控制系統為X軸、Y軸、Z軸三個軸向運動的控制系統，所述的X軸向的運動機構處于最低層，Y軸向運動機構固定在X軸運動平臺上，Z軸向運動機構固定在Y軸運動平臺上，焊頭的吸嘴固定在Z軸運動平臺上，所述的焊頭吸嘴在晶圓芯片臺吸取芯片然后將芯片粘貼在引線框架軌道上的引線框架的載芯板上；

其特征是，所述的焊頭運動控制系統包括工控機、運動控制卡、信號輸入/輸出卡、分別驅動X軸、Y軸、Z軸運動平臺進行運動的X軸、Y軸、Z軸伺服電機以及限定X軸、Y軸、Z軸運動平臺的運動位置的位置傳感器；所述三維運動焊頭的各個伺服電機、各個位置傳感器與運動控制卡電連接，所述的運動控制卡插入工控機的PCI插槽中；

所述焊頭吸嘴控制系統包括真空控制電磁閥和壓縮空氣控制電磁閥，所述真空控制電磁閥與壓縮空氣控制電磁閥分別與所述的信號輸入/輸出卡電連接；所述的焊頭吸嘴檢測系統包括漏晶傳感器和漏晶檢測燈，所述的漏晶傳感器與所述的信號輸入/輸出卡電連接：所述的信號輸入/輸出卡插入工控機的PCI插槽中。

2.根據權利要求1所述的自動粘片機的三維運動焊頭控制系統，其特征是所述的位置傳感器為光敏傳感器，包括對X軸、Y軸、Z軸運動平臺分別設置的原點位置傳感器、正向極限位置傳感器和負向極限位置傳感器。

3.根據權利要求1所述的自動粘片機的三維運動焊頭控制系統，其特征是所述的真空控制電磁閥為兩位三通電磁閥，所述的壓縮空氣控制電磁閥為兩位三通電磁閥，分別設置在真空/壓縮空氣管上。

4.根據權利要求1所述的自動粘片機的三維運動焊頭控制系統，其特征是所述的漏晶傳感器為光敏傳感器，設置在焊頭吸嘴的上方，所述的漏晶檢測燈設置在焊頭吸嘴的原點位置與晶圓芯片臺的芯片粘貼位置之間焊頭吸嘴移動路徑的下方。

5.根據權利要求1所述的自動粘片機的三維運動焊頭控制系統，其特征是，所述的焊頭吸嘴的原點位置與晶圓芯片臺的芯片拾取位置的三維距離為：X小于±2.5mm，Z等于45mm至55mm，Y等于8mm至12mm；焊頭吸嘴的原點位置與引線框架軌道上的引線框架元件的待粘片位置的三維距離為：X小于或等于2.5mm，Z等于15mm至25mm，Y等于35mm至45mm。

6.一種根據權利要求1至5任一項所述的自動粘片機三維運動焊頭控制系統的控制方法，其特征是包括如下步驟：

步驟一、焊頭吸嘴從原點位置向前移動到晶圓芯片臺的芯片待拾取位置；

步驟二、焊頭吸嘴的真空控制電磁閥和壓縮空氣電磁閥接通真空，從芯片待拾取位置吸取芯片；

步驟三、焊頭吸嘴向后移動，經過吸嘴原點位置，到引線框架軌道上引線框架元件的待粘片位置；

步驟四、焊頭吸嘴的真空控制電磁閥和壓縮空氣電磁閥關閉真空，將芯片粘貼到引線框架元件的待粘片位置；

步驟五、焊頭吸嘴返回其原點位置；

然后，焊頭吸嘴按上述步驟一至五循環往復移動進行芯片拾取和粘貼。

7.根據權利要求6所述的自動粘片機三維運動焊頭的控制系統的控制方法，其特征是，焊頭吸嘴從步驟一至步驟五的周期時間小于或等于100毫秒。

8.根據權利要求6所述的自動粘片機焊頭三維運動控制系統的控制方法，其特征是，還包括開機步驟和停機步驟，此時焊頭吸嘴回歸原點位置。

9.根據權利要求6所述的自動粘片機三維運動焊頭控制系統的控制方法，其特征是，在步驟三進行過程中還包括吸取芯片檢測步驟：

當焊頭吸嘴向后移動經過漏晶檢測燈時，如果吸嘴上有芯片則檢測燈光束被芯片遮擋，使上方的漏晶傳感器接收不到光束時，則焊頭吸嘴會繼續向后移動至引線框架待粘片位置進行步驟四；如果吸嘴上無芯片，則上方的漏晶傳感器接收到光束時，則焊頭吸嘴停止繼續向后移動，然后轉而向前移動返回原點，再重復步驟一和二，然后再次經過吸取芯片檢測步驟。

10.根據權利要求9所述的自動粘片機三維運動焊頭控制系統的控制方法，其特征是，當所述的吸取芯片檢測步驟重復三次仍未檢測到吸嘴上有芯片時，則焊頭吸嘴回到原點位置停止運動，發出報警信號，等候人工處理。