芯片鍵合裝置的開(kāi)發(fā)與研究.pdf

1、本文根據(jù)LED封裝工序中的銀漿涂覆和芯片置放工藝的要求，研究開(kāi)發(fā)了垂直式LED全自動(dòng)粘片機(jī)，設(shè)計(jì)了相關(guān)的機(jī)構(gòu)，并采用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析。其中的設(shè)計(jì)方案具有一定的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 垂直式LED全自動(dòng)粘片機(jī)主要由六大機(jī)構(gòu)和兩個(gè)控制模塊組成，六大機(jī)構(gòu)分別為：芯片拾放(焊頭)機(jī)構(gòu)、點(diǎn)銀漿機(jī)構(gòu)、刺晶(頂針)機(jī)構(gòu)、引線框架傳送機(jī)構(gòu)、晶圓供送機(jī)構(gòu)、光學(xué)鏡筒及照明的安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)；兩個(gè)控制模塊分別為：運(yùn)動(dòng)控制模塊和圖像

2、識(shí)別模塊。本論文主要完成以下幾方面的工作： (1)芯片拾放機(jī)構(gòu)(焊頭)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)、螺旋滾珠絲桿副傳動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成從取晶到固晶位置的運(yùn)動(dòng)；利用真空吸附和氣壓吹出的原理來(lái)完成芯片的吸取和置放的動(dòng)作；利用光電檢測(cè)的原理來(lái)完成固晶過(guò)程中的漏晶檢測(cè)。該機(jī)構(gòu)安裝在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的XY工作臺(tái)上，可以方便設(shè)定芯片的取晶、固晶位置，提高焊頭的通用性。該機(jī)構(gòu)具有高精度、高速度、通用的特點(diǎn)。 (2)其它機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括晶圓供

3、送機(jī)構(gòu)、刺晶(頂針)機(jī)構(gòu)、光學(xué)鏡筒及照明的安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 晶圓供送機(jī)構(gòu)采用從串聯(lián)的XY工作臺(tái)懸臂伸出固定晶圓片的機(jī)構(gòu)，該XY工作臺(tái)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，螺旋滾珠絲桿副傳動(dòng)，并選擇滾珠線性滑軌副完成承載和高精度導(dǎo)向。該機(jī)構(gòu)具有快速響應(yīng)、高精度、通用的特點(diǎn)。 刺晶(頂針)機(jī)構(gòu)采用小偏心距的偏心輪機(jī)構(gòu)和精密的V型導(dǎo)軌副相結(jié)合的機(jī)構(gòu)，由步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，能高速度、高精度地完成短距離的刺晶動(dòng)作。 另外還設(shè)計(jì)

4、了光學(xué)鏡筒及照明的安裝調(diào)整機(jī)構(gòu)。 (3)利用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS對(duì)芯片拾放機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)真實(shí)環(huán)境和運(yùn)動(dòng)的虛擬，獲得該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)--焊頭吸嘴的運(yùn)動(dòng)軌跡和芯片的取晶、固晶時(shí)的接觸力，以此來(lái)判斷該機(jī)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)要求。 本文綜合運(yùn)用CAD＼CAE集成環(huán)境，對(duì)垂直式LED全自動(dòng)粘片機(jī)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析和研究。應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和虛擬裝配；應(yīng)用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)