一種貼片機(jī)吸嘴及貼片機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種貼片機(jī)吸嘴及貼片機(jī)，所述貼片機(jī)吸嘴包括連接桿、銜接塊、支撐轉(zhuǎn)軸和吸頭，所述銜接塊與所述連接桿固定連接，所述吸頭通過所述支撐轉(zhuǎn)軸固定于所述銜接塊上，并可繞所述支撐轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。通過上述方式，本發(fā)明能夠根據(jù)芯片與熱沉的接觸面配合情況，自適應(yīng)調(diào)節(jié)吸嘴對芯片的下壓力，實(shí)現(xiàn)貼片時(shí)下壓力的均勻性。
【專利說明】
一種貼片機(jī)吸嘴及貼片機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種貼片機(jī)吸嘴及貼片機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體激光器(LD，Laser D1de)由于體積小、光電轉(zhuǎn)化效率高、可直接調(diào)制、可選擇波長范圍廣等特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。一般我們經(jīng)常接觸到大功率單管半導(dǎo)體激光器芯片封裝形式包括C0S(Chip On Submount)，C-mount，F(xiàn)-mount，TO-CAN等，其中COS是最常見的。COS的制作過程主要分為兩步，先是進(jìn)行貼片(die bond)，然后進(jìn)行金線鍵合(wire bond)。貼片是通過貼片機(jī)完成的，根據(jù)行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的貼片機(jī)，芯片相對于熱沉的運(yùn)動(dòng)方式主要分兩種:擺臂式和垂直上下式。
[0003]貼片過程中，無論是芯片相對于熱沉以哪種方式運(yùn)動(dòng)，直接接觸芯片的吸嘴給予芯片的下壓力都需要保證的非常均勻性，特別是在芯片長寬比例較大的情況下；市面上大部分吸嘴的吸嘴頭相對于連接桿都是固定不動(dòng)，對于芯片的下壓力調(diào)節(jié)是通過其它部件。對于擺臂式設(shè)備一般通過調(diào)節(jié)吸嘴和加熱臺的相對位置，在調(diào)節(jié)過程中，因?yàn)槔硐胂鄬ξ恢梦粗?，往往需要豐富經(jīng)驗(yàn)的操作人員，并且需要浪費(fèi)許多熱沉，調(diào)試成本較高。對于垂直上下式設(shè)備，一般而言熱沉尺寸相對于加熱平臺尺寸是非常小的，所以必須保證加熱平臺平整度，而市面上可獲得的貼片機(jī)加熱臺大多是無法調(diào)節(jié)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種貼片機(jī)吸嘴及貼片機(jī)，能夠根據(jù)芯片與熱沉的接觸面配合情況，自適應(yīng)調(diào)節(jié)吸嘴對芯片的下壓力，實(shí)現(xiàn)貼片時(shí)下壓力的均勻性。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種貼片機(jī)吸嘴，包括:
[0006]連接桿；
[0007]銜接塊，與所述連接桿固定連接；
[0008]支撐轉(zhuǎn)軸；以及
[0009]吸頭，通過所述支撐轉(zhuǎn)軸固定于所述銜接塊上，并可繞所述支撐轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0010]其中，所述貼片機(jī)吸嘴進(jìn)一步包括軟管，所述軟管分別與所述連接桿和所述吸頭連接，以使所述連接桿與所述吸頭真空連通。
[0011]其中，所述銜接塊包括基座及自基座延伸設(shè)置的二側(cè)壁，每一側(cè)壁凸伸設(shè)置有安裝部;所述連接桿與所述基座連接且穿伸出所述基座與軟管連接，所述支撐轉(zhuǎn)軸設(shè)置于所述安裝部上。
[0012]其中，所述支撐轉(zhuǎn)軸數(shù)量為二，且每一安裝部上設(shè)置有一支撐轉(zhuǎn)軸。
[0013]其中，所述軟管的材料為具有彈性、透明管制材料。
[0014]其中，所述軟管的材料為硅膠。
[0015]其中，所述支撐轉(zhuǎn)軸設(shè)置于所述吸頭的中心位置。
[0016]其中，所述吸頭的材料為絕熱、耐磨的材料。
[0017]其中，所述吸頭的材料為聚酰亞胺。
[0018]其中，所述吸頭底面設(shè)有至少兩個(gè)吸孔，所述至少兩個(gè)吸孔設(shè)置在同一直線上，并且相鄰的兩個(gè)吸孔的間距相同。
[0019]其中，所述吸頭底面設(shè)有吸槽。
[0020]其中，所述吸頭包括依次連接的連接部、支撐部和吸附部，所述連接部凸伸超出所述支撐部用以供軟管套設(shè)，所述支撐部與所述支撐轉(zhuǎn)軸連接，并可繞所述支撐轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述吸附部凸伸設(shè)置在所述支撐部的底面上。
[0021 ]其中，所述連接桿、銜接塊及支撐轉(zhuǎn)軸的材料為硬質(zhì)金屬材料。
[0022]其中，所述連接桿、銜接塊及支撐軸的材料為不銹鋼或者鋁。
[0023]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種貼片機(jī)，包括上述的貼片機(jī)吸嘴。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的貼片機(jī)吸嘴具有支撐轉(zhuǎn)軸，吸頭通過所述支撐轉(zhuǎn)軸固定在銜接塊上，并可繞所述支撐轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)吸頭下壓接觸到與其不平行的表面時(shí)，吸頭可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至與表面平行，使兩者相對平整接觸;在使用過程中吸嘴在吸附芯片下壓到熱沉后，連接桿傳到底部吸頭部分的力度，會根據(jù)芯片與熱沉的接觸面配合情況，自適應(yīng)調(diào)節(jié)吸嘴對芯片的下壓力，實(shí)現(xiàn)貼片時(shí)下壓力的均勻性。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明一種貼片機(jī)吸嘴一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明一種貼片機(jī)吸嘴的吸頭底面一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明一種貼片機(jī)吸嘴的吸頭底面另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是本發(fā)明一種貼片機(jī)吸嘴的吸頭一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5是本發(fā)明一種貼片機(jī)吸嘴的銜接塊一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6是本發(fā)明一種貼片機(jī)吸嘴的銜接塊另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖[0031 ]圖7是本發(fā)明一種貼片機(jī)一實(shí)施方式的示意圖；
[0032]圖8是本發(fā)明一種貼片機(jī)另一實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0034]參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施方式的一種貼片機(jī)吸嘴，包括連接桿10、銜接塊20、支撐轉(zhuǎn)軸24和吸頭40。連接桿10用于連接至貼片機(jī)設(shè)備的固定孔上，使貼片機(jī)吸嘴固定到貼片機(jī)設(shè)備上;銜接塊20與連接桿10固定連接，本發(fā)明實(shí)施方式中，可通過螺釘將連接桿10和銜接塊20固定連接，即在銜接塊20側(cè)壁上開設(shè)具有內(nèi)螺紋的固定孔23，在固定孔23中設(shè)置一與之配合的螺釘，連接桿10插設(shè)在銜接塊20中，螺釘?shù)亩瞬宽斪∵B接桿10的側(cè)壁以將連接桿10和銜接塊20固定連接;可選擇地，連接桿10亦可以通過過盈配合的插設(shè)的方式插入銜接塊20中。支撐轉(zhuǎn)軸24分別與吸頭40和銜接塊20連接，吸頭40通過支撐轉(zhuǎn)軸24固定在銜接塊20上，并且吸頭40可繞支撐轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)。通過與吸頭40連通的真空使吸頭40吸住需要貼片的芯片，本發(fā)明實(shí)施方式中，可在連接桿10內(nèi)設(shè)置真空通道，例如將連接桿10設(shè)置為孔狀，將連接桿10與吸頭40連通，貼片機(jī)設(shè)備的真空通過連接桿10與吸頭40連通。
[0035]本發(fā)明實(shí)施方式的貼片機(jī)吸嘴具有支撐轉(zhuǎn)軸24，吸頭40通過支撐轉(zhuǎn)軸24固定在銜接塊20上，并可繞支撐轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)，當(dāng)吸頭40下壓接觸到與其不平行的表面時(shí)，吸頭40可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至與表面平行，使兩者相對平整接觸，從而使下壓力均勻分布;在使用過程中吸嘴在吸附芯片下壓到熱沉后，連接桿10傳到底部吸頭40部分的力度，會根據(jù)芯片與熱沉的接觸面配合情況，自適應(yīng)調(diào)節(jié)吸嘴對芯片的下壓力，實(shí)現(xiàn)貼片時(shí)下壓力的均勻性，進(jìn)而保證芯片和熱沉上的焊料反應(yīng)的均勻性，使得貼片后的芯片各處散熱一致，承受的熱應(yīng)力一致，確保貼片的可靠性。
[0036]如圖1，其中，本發(fā)明實(shí)施方式的貼片機(jī)吸嘴進(jìn)一步包括軟管50，軟管50分別與連接桿10和吸頭40連接，以使連接桿10與吸頭40真空連通。通過軟管50將吸頭40和連接桿10連通，使得吸頭40在通真空的情況下能夠自由旋轉(zhuǎn)；軟管50與吸頭40及連接桿10的連接為緊配，保證吸嘴真空通道的氣密性。本發(fā)明實(shí)施方式中，在軟管50分別與吸頭40和連接桿10連接后，可使軟管50稍微彎曲，即使軟管50稍有富余長度，這樣在吸頭40旋轉(zhuǎn)時(shí)，可保證軟管50與吸頭40及連接桿10連接的穩(wěn)定性，保證氣密性。當(dāng)然，可以理解的，軟管50長度不富余也可以，利用軟管50的彈性，使得吸頭40在旋轉(zhuǎn)時(shí)，不會影響整體性能。
[0037]其中，軟管50的材料為具有彈性、透明管制材料。采用彈性材料的軟管50，可保證連接桿10和吸頭連接部41與軟管之間連接的氣密性，同時(shí)可保證吸頭40旋轉(zhuǎn)時(shí)，軟管50與吸頭40級及連接桿10連接的穩(wěn)定性;采用透明材料，有利于吸嘴組裝時(shí)的便利性。其中，軟管50的材料為硅膠。
[0038]其中，支撐轉(zhuǎn)軸24設(shè)置于吸頭40的中心位置，這樣使吸頭40能夠自動(dòng)平衡下壓力。
[0039]其中，吸頭40的材料為絕熱、耐磨的材料。通過采用絕熱、耐磨的材料使得吸頭40磨損少，可延長使用壽命，并且絕熱材料的吸頭40吸住芯片在與熱沉接觸時(shí)，杜絕吸嘴帶走芯片與熱沉焊接界面處的熱量，滿足共晶焊對溫度的嚴(yán)格要求，確保共晶焊溫度曲線的不受影響，提尚共晶焊的質(zhì)量。
[0040]本發(fā)明實(shí)施方式中，吸頭40的材料為聚酰亞胺。
[0041 ]其中，連接桿10、銜接塊20及支撐轉(zhuǎn)軸24的材料為不銹鋼材料，例如鋁或其他硬質(zhì)金屬材料。
[0042]如圖2，吸頭40底面設(shè)有吸槽44。通過在吸頭40底面進(jìn)行開槽設(shè)計(jì)，吸嘴在吸住芯片時(shí)，芯片與真空接觸面積大，可以保證芯片在貼片過程中不會移動(dòng)，進(jìn)而保證貼片過程中芯片放置的精度?？稍谖?4內(nèi)設(shè)通孔441，用以連通真空。
[0043]其中，如圖3，在另一個(gè)實(shí)施方式中，吸頭40底面設(shè)有至少兩個(gè)吸孔45，至少兩個(gè)吸孔45設(shè)置在同一直線上，并且相鄰的兩個(gè)吸孔45的間距相同。通過在吸頭40底面設(shè)置至少兩個(gè)吸孔45，例如4個(gè)、6個(gè)等，保證吸嘴與芯片的接觸面積盡可能大，使吸嘴能牢固吸住芯片，同時(shí)使至少兩個(gè)吸孔45設(shè)置在同一直線上，相鄰的兩個(gè)吸孔45的間距相同，即至少兩個(gè)吸孔45在吸頭40底面對稱分布，保證吸嘴穩(wěn)定地吸住芯片，保證芯片在貼片過程中不會移動(dòng)，進(jìn)而保證貼片過程中芯片放置的精度。
[0044]其中，如圖4，吸頭40包括依次連接的連接部41、支撐部42和吸附部43，連接部41凸伸超出支撐部42設(shè)置用以供軟管50套設(shè)，具體的，本發(fā)明實(shí)施方式可通過軟管50將連接部41和連接桿10連接起來，軟管50的一端套設(shè)在連接桿10上，另一端套設(shè)在連接部41上，支撐部42與支撐轉(zhuǎn)軸24連接用以繞該支撐轉(zhuǎn)軸24轉(zhuǎn)動(dòng)，吸附部43凸伸設(shè)置在支撐部42的底面上用以吸取芯片。吸嘴的連接部41上設(shè)有真空通道，并且該真空通道延伸至支撐部42和吸附部43，該真空通道與軟管50連通。本發(fā)明實(shí)施方式中，連接部41、支撐部42和吸附部43可一體成型。
[0045]其中，如圖5和圖6，銜接塊20包括一基座202及自基座202兩端垂直延伸設(shè)置二側(cè)壁204，每一側(cè)壁204底面凸伸設(shè)置一安裝部206，支撐轉(zhuǎn)軸24設(shè)置于安裝部206上，且支撐轉(zhuǎn)軸24為左右對稱的二轉(zhuǎn)軸，S卩，每一安裝部206設(shè)置有一支撐轉(zhuǎn)軸24?；?02與二側(cè)壁204及二安裝部206圍設(shè)成一容納槽21，吸頭40通過支撐轉(zhuǎn)軸24可旋轉(zhuǎn)地安裝在容納槽21內(nèi)；在吸頭40的支撐部42兩側(cè)分別設(shè)置與二轉(zhuǎn)軸24相配合的套孔421，使吸頭40的支撐部42兩側(cè)分別套設(shè)在二轉(zhuǎn)軸24上，這樣吸頭40便可繞支撐轉(zhuǎn)軸24轉(zhuǎn)動(dòng)?；?02上設(shè)有連通孔207，連接桿10通過連通孔207伸出銜接塊的基座202以供軟管50套設(shè)。
[0046]本發(fā)明又一實(shí)施方式提供一種貼片機(jī)，用于大功率半導(dǎo)體激光器貼片，該貼片機(jī)包括上述實(shí)施方式的貼片機(jī)吸嘴。詳細(xì)情況參加上述實(shí)施方式，這里不再贅述。
[0047]本發(fā)明實(shí)施方式的貼片機(jī)的吸嘴具有支撐轉(zhuǎn)軸，吸頭通過支撐轉(zhuǎn)軸固定在銜接塊上，并可繞支撐轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)吸頭下壓接觸到與其不平行的表面時(shí)，吸頭可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至與表面平行，使兩者相對平整接觸，從而使下壓力均勻分布;在使用過程中吸嘴在吸附芯片下壓到熱沉后，連接桿傳到底部吸頭部分的力度，會根據(jù)芯片與熱沉的接觸面配合情況，自動(dòng)均勻分配，保證吸嘴對芯片下壓力的均勻性，進(jìn)而保證芯片和熱沉上的焊料反應(yīng)的均勻性，使得貼片后的芯片各處散熱一致，承受的熱應(yīng)力一致，進(jìn)而保證貼片的可靠性。
[0048]參閱圖7，圖7是本發(fā)明一種貼片機(jī)一實(shí)施方式的示意圖，本實(shí)施方式的貼片機(jī)為擺臂式貼片機(jī)，連接桿61與轉(zhuǎn)軸62連接，可繞轉(zhuǎn)軸62轉(zhuǎn)動(dòng)，吸嘴63連接在連接桿的另一端，芯片64被吸嘴吸住放置于熱沉65上，加熱臺66用于加熱熱沉65。本實(shí)施方式的貼片機(jī)為本領(lǐng)域常用擺臂式貼片機(jī)，其吸嘴63采用上述實(shí)施方式的貼片機(jī)吸嘴，其他具體結(jié)構(gòu)不贅述。
[0049]參閱圖8，圖8是本發(fā)明一種貼片機(jī)另一實(shí)施方式的示意圖，本實(shí)施方式的貼片機(jī)為垂直上下式貼片機(jī)，連接桿71與垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌72連接，可沿垂直運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌72上下移動(dòng)，吸嘴73連接在連接桿的另一端，芯片74被吸嘴吸住放置于熱沉75上，加熱臺76用于加熱熱沉75。本實(shí)施方式的貼片機(jī)為本領(lǐng)域常用垂直上下式貼片機(jī)，其吸嘴73采用上述實(shí)施方式的貼片機(jī)吸嘴，其他具體結(jié)構(gòu)不贅述。
[0050]以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，包括: 連接桿； 銜接塊，與所述連接桿固定連接； 支撐轉(zhuǎn)軸；以及 吸頭，通過所述支撐轉(zhuǎn)軸固定于所述銜接塊上，并可繞所述支撐轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，進(jìn)一步包括軟管，所述軟管分別與所述連接桿和所述吸頭連接，以使所述連接桿與所述吸頭真空連通。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述銜接塊包括基座及自基座延伸設(shè)置的二側(cè)壁，每一側(cè)壁凸伸設(shè)置有安裝部;所述連接桿與所述基座連接且穿伸出所述基座與軟管連接，所述支撐轉(zhuǎn)軸設(shè)置于所述安裝部上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述支撐轉(zhuǎn)軸數(shù)量為二，且每一安裝部上設(shè)置有一支撐轉(zhuǎn)軸。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述軟管的材料為具有彈性、透明管制材料。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述軟管的材料為硅膠。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述支撐轉(zhuǎn)軸設(shè)置于所述吸頭的中心位置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述吸頭的材料為絕熱、耐磨的材料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述吸頭的材料為聚酰亞胺。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述吸頭底面設(shè)有至少兩個(gè)吸孔，所述至少兩個(gè)吸孔設(shè)置在同一直線上，并且相鄰的兩個(gè)吸孔的間距相同。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述吸頭底面設(shè)有吸槽。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述吸頭包括依次連接的連接部、支撐部和吸附部，所述連接部凸伸超出所述支撐部用以供軟管套設(shè)，所述支撐部與所述支撐轉(zhuǎn)軸連接，并可繞所述支撐轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述吸附部凸伸設(shè)置在所述支撐部的底面上。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述連接桿、銜接塊及支撐轉(zhuǎn)軸的材料為硬質(zhì)金屬材料。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的貼片機(jī)吸嘴，其特征在于，所述連接桿、銜接塊及支撐軸的材料為不銹鋼或者鋁。15.—種貼片機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-14任意一項(xiàng)所述的貼片機(jī)吸嘴。
【文檔編號】H01L21/67GK106057720SQ201610517828
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】胡海, 何黎明, 趙楚中, 王泰山
【申請人】深圳清華大學(xué)研究院, 深圳瑞波光電子有限公司