專利名稱：焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
焊頭是IC芯片粘片機(jī)的關(guān)鍵部件，焊頭上的吸嘴在晶圓上拾取芯片的位置將芯片吸起，傳送到焊片位置，將芯片壓焊到引線框架上。吸嘴和芯片之間有從非接觸到接觸，以及接觸到離開(kāi)的過(guò)程。在接觸過(guò)程的拾取芯片和壓焊芯片瞬間，吸嘴要對(duì)芯片施加壓力。
為了保證吸嘴和芯片快速接觸時(shí)不會(huì)對(duì)芯片造成具有破壞性的剛性沖擊，焊頭機(jī)構(gòu)除了應(yīng)具有精密的結(jié)構(gòu)和精確運(yùn)動(dòng)控制外，焊頭本身也要有一定的直線位移量，有良好的緩沖功能。同時(shí)為了能夠向芯片施加一定的焊片壓力，焊頭的緩沖機(jī)構(gòu)要有一定的剛度。
常規(guī)的焊頭緩沖機(jī)構(gòu)有的將吸嘴安裝在懸臂焊頭機(jī)構(gòu)的懸臂梁終端，通過(guò)懸臂梁的彈性彎曲變形產(chǎn)生懸臂梁終端垂直方向的移動(dòng)和提供緩沖和壓力。也有的將吸嘴橫梁的一端設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，可以保證處于另一端的吸嘴有微小距離的轉(zhuǎn)動(dòng)位移量。彈簧施力于橫梁上，提供吸嘴所需的壓力，從而起緩沖作用。還有通過(guò)直線移動(dòng)副，確保吸嘴有一定距離垂直方向的移動(dòng)，同時(shí)，對(duì)吸嘴施以彈簧壓力。
上述方案都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)際要求吸嘴作垂直方向的緩沖位移，而吸嘴安裝在橫梁終端的方法雖然簡(jiǎn)單，吸嘴實(shí)際是作圓弧運(yùn)動(dòng)，因位移很小，近似當(dāng)作垂直運(yùn)動(dòng)。近似的垂直直線運(yùn)動(dòng)對(duì)高速精密的吸拾芯片和壓焊芯片的質(zhì)量有不良影響。通過(guò)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)雖能保證吸嘴直線運(yùn)動(dòng)，但微小尺寸的精密直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副制造困難，成本高。而且焊頭壓焊片的工作環(huán)境處于高溫區(qū)，吸拾芯片為常溫區(qū)，吸頭頻繁、交替、高速往返于高低溫環(huán)境，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副中的滾動(dòng)體或潤(rùn)滑劑都會(huì)過(guò)早失效。加上常規(guī)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的尺寸大和質(zhì)量重，會(huì)影響焊頭的高速精密運(yùn)動(dòng)。所以常規(guī)具有滾動(dòng)體的直線導(dǎo)軌副也難以長(zhǎng)期滿足焊頭運(yùn)行的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有懸臂焊頭結(jié)構(gòu)和應(yīng)用直線運(yùn)動(dòng)副的焊頭結(jié)構(gòu)所存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出一種焊頭柔性鉸直線緩沖機(jī)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)既可以保持吸嘴沿垂直的軸向作一定距離的直線位移，又能避免使用直線移動(dòng)副等易受高溫影響而潤(rùn)滑劑失效。
本實(shí)用新型提出的焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)技術(shù)方案是上述直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)的吸嘴桿由片簧支承，片簧由支架支承；片簧、支架圍繞吸嘴桿均勻分布，構(gòu)成柔性鉸鏈；上述吸嘴桿、片簧、支架形成平行四邊形結(jié)構(gòu)。
上述直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)的吸嘴桿由四個(gè)上片簧和四個(gè)下片簧支承，每側(cè)的上下片簧、吸嘴桿以及支架形成平行四邊形結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布。
上述片簧橫截面的寬度尺寸b大于高度尺寸h。
上述片簧呈S形。
上述吸嘴桿、片簧、支架用同一材料整體制作而成。
上述支架的結(jié)構(gòu)為四個(gè)立柱，通過(guò)一個(gè)環(huán)圈聯(lián)結(jié)成一體，支架經(jīng)環(huán)圈上的固定孔安裝在焊頭結(jié)構(gòu)上。
本實(shí)用新型利用片簧的彈性變形形成柔性鉸鏈，吸嘴桿能夠作平行于支架的垂直移動(dòng)。柔性鉸鏈的平行四邊形結(jié)構(gòu)一共有四個(gè)，圍繞吸嘴桿均勻分布。片簧呈S形，以減少結(jié)構(gòu)空間。利用片簧沿橫截面厚度方向和寬度方向的彈性變形量相差懸殊的原理，吸嘴桿具有只能軸向移動(dòng)，而其他方向移動(dòng)受限制的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的有益效果是，用八個(gè)片簧對(duì)稱和均勻支承粘片機(jī)焊頭的吸嘴桿。吸嘴桿、八個(gè)片簧、支架用同一材料制作成整體，以簡(jiǎn)化零件之間的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。焊頭柔性鉸直線緩沖機(jī)構(gòu)具有沿軸向移動(dòng)和緩沖機(jī)構(gòu)的效果。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型——焊頭柔性鉸直線緩沖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中I，縱向截面1；II，縱向截面2。
圖2是焊頭縱向截面的示意圖。
圖中1，焊頭吸嘴桿；2，上片簧；3，支架；4，下片簧。
圖3是片簧橫截面示意圖。
圖中b，片簧橫截面寬；h，片簧橫截面高。
具體實(shí)施方案將圖1的I縱向截面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成圖2結(jié)構(gòu)，吸嘴桿1由上方兩側(cè)片簧2和下方兩側(cè)片簧4支撐，通過(guò)支架3將吸嘴桿1安裝在焊頭機(jī)構(gòu)上。整個(gè)結(jié)構(gòu)用一個(gè)材料整體加工成形，片簧2和片簧4形成柔性鉸鏈和雙平行四邊形結(jié)構(gòu)，使得吸嘴桿能夠在支架3之間位移。
圖2所示的上下左右四個(gè)片簧結(jié)構(gòu)相同，均勻和對(duì)稱分布。為了既有一定彈性變形量，又使整個(gè)結(jié)構(gòu)體積緊湊，將片簧都制成S形。
當(dāng)焊頭吸嘴吸拾或壓焊芯片時(shí)，主要受到垂直方向的力。需要垂直方向一定位移和緩沖。通過(guò)片簧彈性變形，使吸嘴產(chǎn)生一定的垂直位移，起到緩沖作用。
為了防止或抵抗吸嘴的橫向位移，將支承彈簧制成片簧，如圖3所示，片簧橫截面的寬度尺寸b大于高度尺寸h，因此寬度和高度方向的抗彎截面模量相差很大，因此，同一長(zhǎng)度片簧端部?jī)蓚€(gè)方向的受力變形量也相差很大。已知矩形材料相對(duì)于橫截面寬高兩軸的抗彎截面模量分為Wh＝bh2/6和Wb＝hb2/6，兩個(gè)方向的抗彎截面模量之比為Wb/Wh＝b/h，即為寬高尺寸之比。例如，取片簧橫截面高h(yuǎn)＝0.2mm，取寬b＝8mm，則在相同力矩的作用下，片簧寬高方向的變形量相差達(dá)40倍。若將片簧橫截面的寬高尺寸之比進(jìn)一步擴(kuò)大，橫向的受力變形量相對(duì)于微小的垂直方向所需的緩沖變形量便可忽略。利用這一原理，吸嘴的懸掛零件采用片簧結(jié)構(gòu)，并且吸嘴在I和II平面共用八個(gè)片簧懸掛，使得在圖1結(jié)構(gòu)中，當(dāng)吸嘴桿在I平面方向受到側(cè)向力作用時(shí)，由于II平面片簧橫向的阻礙作用，限制了吸嘴在I平面產(chǎn)生較大的側(cè)向位移。同理，當(dāng)吸嘴桿在II平面受到側(cè)向力作用時(shí)，由于I平面方向片簧橫向的阻礙作用，限制了吸嘴在II平面方向產(chǎn)生較大的側(cè)向位移。在吸嘴的三維空間中，由于四周片簧橫向阻礙作用的存在，吸嘴桿的側(cè)向位移受到限制，便只能在垂直方向作微小位移。
權(quán)利要求1.一種焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)，其特征在于上述直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)的吸嘴桿由片簧支承，片簧由支架支承；片簧、支架圍繞吸嘴桿均勻分布，構(gòu)成柔性鉸鏈；上述吸嘴桿、片簧、支架形成平行四邊形結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)，其特征在于上述直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)的吸嘴桿由四個(gè)上片簧和四個(gè)下片簧支承，每側(cè)的上下片簧、吸嘴桿以及支架形成的平行四邊形結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)，其特征在于上述片簧橫截面的寬度尺寸b大于高度尺寸h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)，其特征在于上述片簧呈S形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)，其特征在于上述吸嘴桿、片簧、支架用同一材料整體制作而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)，其特征在于上述支架的結(jié)構(gòu)為四個(gè)立柱，通過(guò)一個(gè)環(huán)圈聯(lián)結(jié)成一體，支架經(jīng)環(huán)圈上的固定孔安裝在焊頭結(jié)構(gòu)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種焊頭柔性鉸直線運(yùn)動(dòng)緩沖機(jī)構(gòu)，緩沖機(jī)構(gòu)的吸嘴桿由片簧支承，片簧由支架支承；片簧、支架圍繞吸嘴桿均勻分布，構(gòu)成柔性鉸鏈；上述吸嘴桿、片簧、支架形成平行四邊形對(duì)稱結(jié)構(gòu)；本實(shí)用新型利用片簧的彈性變形形成柔性鉸鏈，吸嘴桿能夠作平行于支架的垂直移動(dòng)；焊頭柔性鉸直線緩沖機(jī)構(gòu)具有沿軸向移動(dòng)和緩沖機(jī)構(gòu)的效果。
文檔編號(hào)H01L21/60GK2901575SQ20062005839
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者李克天, 劉吉安, 陳新, 張志成 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)