CSP在线固晶机

技术领域

本发明涉及一种固晶机，具体是CSP在线固晶机。

背景技术

随着经济的飞速发展，社会不断进步，节能减排增效提速已经成为全球发展的必然趋势，对此社会已有广泛共识。各种电器越来越朝向节省能源、使用方便、节约空间、安全高效、一机多能等特点的方向发展。LED在当今社会的应该极为广泛，节能空间大有可为。

CSP封装是现有LED生产的前沿技术，其是指一种封装自身的体积大小不超过芯片自身大小的20％的封装技术。为了达成这一目的，LED制造商尽可能的减少不必要的结构，比如采用标准高功率LED、去除陶瓷散热基板和连接线、金属化P和N极和直接在LED上方覆盖荧光层。

固晶机作为LED生产环节中必不可少的设备，自然需求极大。传统的固晶机用于实现半导体器件与基板间的电气连接。传统固晶机可将半导体器件用导电银浆或非导电胶粘固在基板上。然后进行烘烤工艺，将导电银浆或非导电胶粘结的半导体器件固化。最后在热压超声作用下，通过焊线机，将基板与半导体器件之间通过金线(铜线或银合金线)相连，以实现半导体器件与基板间的电气连通。

现有技术中存在如下问题：设备体积大，稳定性差，设备高速运转时抖动严重。因此，本领域技术人员提供了CSP在线固晶机，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供CSP在线固晶机，通过设置的一系列结构，不仅简化设备结构，提高设备运行的稳定性，还能够减轻设备高速运转时的抖动，提高固晶精准度，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

CSP在线固晶机，包括机架、龙门架、晶盘组件、顶针组件、上料视觉组件、摆臂组件、固晶视觉组件、点胶组件、供胶组件、固晶组件以及供料定位组件；机架起支撑作用，龙门架固定在机架顶端面一侧，晶盘组件固定在机架顶端面并位于龙门架的一侧；顶针组件固定在晶盘组件的一侧；上料视觉组件位于晶盘组件上方并与龙门架固定连接；摆臂组件位于上料视觉组件一侧并与龙门架固定连接；固晶视觉组件位于摆臂组件远离上料视觉组件的一侧并与龙门架固定连接；点胶组件固定在龙门架顶端面靠近固晶视觉组件的一侧；供胶组件固定在点胶组件的一侧；固晶组件位于供胶组件下方并固定在机架顶端面；供料定位组件固定在固晶组件的内部。

通过设置的一系列结构，不仅简化设备结构，提高设备运行的稳定性，还能够减轻设备高速运转时的抖动，提高固晶精准度。

作为本发明进一步的方案：所述晶盘组件包括第一X-Y轴机器人，且第一X-Y轴机器人固定在机架顶端面并位于龙门架的一侧，所述第一X-Y轴机器人的顶端固定连接有晶盘支架，且晶盘支架的顶端面开设有晶盘定位槽，所述晶盘定位槽的外侧面活动连接有搭扣。

在使用时，先把晶盘放入晶盘定位槽，锁紧搭扣固定晶盘，在上料视觉组件的配合下第一X-Y轴机器人精确的定位晶粒，使晶粒准确对准顶针组件的顶针针头。

作为本发明再进一步的方案：所述顶针组件包括顶针底座，且顶针底座固定在晶盘组件的一侧，所述顶针底座的顶端活动连接有微动平台，且微动平台顶端面固定连接有凸轮模组，所述凸轮模组一侧面固定连接有伺服电机，且伺服电机输出端连接凸轮模组，所述凸轮模组顶端面固定连接有顶针模组，且顶针模组的顶端面固定连接顶吸套筒。所述顶针模组包括固定在凸轮模组顶端面的直线轴承座，且直线轴承座顶端固定有套筒固定座，所述套筒固定座内部活动连接有顶针杆，且顶针杆顶端可拆卸固定有顶针夹具，所述顶针杆外侧面顶端螺纹连接有顶针帽，所述顶针夹具顶端可拆卸固定有顶针针头，所述套筒固定座与顶针杆之间设有密封圈。

使用时，首先，将顶针底座调整到合适高度，进而使得顶针模组高度适合，然后，通过微动平台调整顶针模组的水平位置，最后，启动伺服电机，伺服电机带动凸轮模组转动，凸轮模组带动顶针模组中的顶针杆间歇性顶出，进而带动顶针顶出。

作为本发明再进一步的方案：所述上料视觉组件包括第一相机支架，且第一相机支架位于晶盘组件上方并与龙门架固定连接，所述第一相机支架的顶端面一侧固定连接有第一工业相机，且第一工业相机底端贯穿第一相机支架并固定连接有第一高倍镜头，所述第一高倍镜头的底端固定连接有第一视觉光源。

使用时，第一视觉光源根据需要自动调节光源亮度，第一高倍镜头放大晶粒，第一工业相机高速捕捉、抓拍晶粒位置，控制晶盘组件的第一X-Y轴机器人精确定位。

作为本发明再进一步的方案：所述摆臂组件包括摆杆电机座，且摆杆电机座位于上料视觉组件一侧并与龙门架固定连接，所述摆杆电机座的底端固定连接有凸轮电机座，且凸轮电机座的一端连接凸轮电机，所述凸轮电机座的另一端活动连接有固晶摆杆，所述摆杆电机座顶端固定有摆杆电机，且摆杆电机输出端连接固晶摆杆。

在晶盘组件校正好后，凸轮电机驱动固晶摆杆下降，固晶摆杆一端的电木吸嘴及时准确的把晶粒吸附住，凸轮电机驱动固晶摆杆上升，接着摆杆电机做一百八十度旋转运动，晶粒正负极刚好对调，凸轮电机再次驱动摆杆下降，到合适位置以后负压管路关闭，正压管路打开，把晶粒精准的放在灯带的电极上。

作为本发明再进一步的方案：所述固晶视觉组件包括第二相机支架，且第二相机支架位于摆臂组件远离上料视觉组件的一侧并与龙门架固定连接，所述第二相机支架的顶端面一侧固定连接有第二工业相机，且第二工业相机底端贯穿第二相机支架并固定连接有第二高倍镜头，所述第二高倍镜头的底端固定连接有第二视觉光源。

使用时，第二视觉光源根据需要自动调节光源亮度，第二高倍镜头放大晶粒，第二工业相机高速捕捉、抓拍晶粒位置。

作为本发明再进一步的方案：所述点胶组件包括安装板，且安装板位于摆臂组件远离上料视觉组件的一侧并与龙门架固定连接，所述安装板的一侧面固定连接有点胶电机与驱动电机，且点胶电机位于驱动电机的一侧，所述安装板的另一侧面活动连接有传动机构，且传动机构与点胶电机输出端连接，所述传动机构一侧设有点胶连杆，且点胶连杆活动连接在传动机构与驱动电机输出端之间，所述传动机构的输出端活动连接有点胶臂，且点胶臂的一端固定连接有点胶头。

使用时，首先，在点胶头上固定点胶针，然后，启动点胶电机与驱动电机，点胶电机输出端为凸轮结构，在传动机构的配合下，凸轮的旋转运动被转变成直线往复运动，而点胶臂和点胶头跟随做直线往复运动，此时的点胶连杆把驱动电机的旋转运动转变为直线运动，控制点胶位置，点胶头配合固晶视觉组件、固晶组件，把蘸取了胶液的点胶针精准的点在需要固晶的灯带电极上，胶点大小适中，胶量均匀。

作为本发明再进一步的方案：所述供胶组件包括供胶臂，且供胶臂固定在点胶组件的一侧，所述供胶臂的一端固定连接有固定压块，且固定压块的外侧面活动连接有胶盘，所述胶盘的顶端固定连接有磁力轮，且磁力轮顶端连接供胶电机输出端，所述固定压块顶端活动连接有微调千分尺。

胶盘安装在供胶臂上，通过磁力轮把供胶电机提供的动力传递到胶盘带动胶盘旋转，而固定压块对胶盘起到定位作用，微调千分尺能够调节胶层厚度。

作为本发明再进一步的方案：所述固晶组件包括第二X-Y轴机器人，且第二X-Y轴机器人位于供胶组件下方并固定在机架顶端面，所述第二X-Y轴机器人顶端固定连接有固晶平台。

固晶时，固晶组件把灯带牢牢的固定在固晶平台上，在第二X-Y轴机器人的驱动下，配合固晶视觉组件，准确的把灯带正负极对正吸附在吸嘴上晶粒的正负极。

作为本发明再进一步的方案：所述供料定位组件包括固定在固晶组件内部的第一定位机构与第二定位机构，且第一定位机构位于第二定位机构一侧，所述第一定位机构包括固定在固晶组件内部的第一三杆气缸，且第一三杆气缸的顶端固定连接有第一防滑块，所述第一防滑块顶端面嵌有多个第一吸盘，所述第二定位机构包括固定在第一三杆气缸一侧的第二三杆气缸，且第二三杆气缸的顶端固定连接有第二防滑块，所述第二防滑块顶端面嵌有多个第二吸盘。

定位机构分为两组，在进行灯带换料时，两组同步工作：吸盘通过软管与外界抽真空设备连接，三杆气缸升起，使吸盘贴合在灯带的下表面并抽真空，吸盘在大气压力作用下收缩变形，带动灯带牢牢的固定在防滑块上，从而固定灯带。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、工业相机自动捕捉校正LED灯带、柔性电路板上固晶点，实现点胶、固晶的高速度、高精度和高稳定性。

2、供料定位组件单侧固定，避免产品换型时拆装夹具降低操作难度，缩短换型时间，提供换型效率。

3、设备采用龙门式结构，提高设备主体刚性，减少高速运行时的震动。

4、固晶过程全自动控制，无须人工操作，大大提高运输速度和安全性。

附图说明

图1为CSP在线固晶机的整体结构示意图；

图2为CSP在线固晶机中晶盘组件的结构示意图；

图3为CSP在线固晶机中顶针组件的结构示意图；

图4为CSP在线固晶机中上料视觉组件的结构示意图；

图5为CSP在线固晶机中摆臂组件的结构示意图；

图6为CSP在线固晶机中固晶视觉组件的结构示意图；

图7为CSP在线固晶机中点胶组件的结构示意图；

图8为CSP在线固晶机中供胶组件的结构示意图；

图9为CSP在线固晶机中固晶组件的结构示意图；

图10为CSP在线固晶机中供料定位组件的结构示意图；

图11为CSP在线固晶机中顶针模组的结构示意图。

图中：1、机架；2、龙门架；3、晶盘组件；301、第一X-Y轴机器人；302、晶盘支架；303、晶盘定位槽；304、搭扣；4、顶针组件；401、顶针底座；402、微动平台；403、凸轮模组；404、伺服电机；405、顶针模组；4051、直线轴承座；4052、套筒固定座；4053、顶针杆；4054、密封圈；4055、顶针夹具；4056、顶针帽；4057、顶针针头；406、顶吸套筒；5、上料视觉组件；501、第一视觉光源；502、第一高倍镜头；503、第一工业相机；504、第一相机支架；6、摆臂组件；601、固晶摆杆；602、摆杆电机座；603、凸轮电机座；604、凸轮电机；605、摆杆电机；7、固晶视觉组件；701、第二视觉光源；702、第二高倍镜头；703、第二工业相机；704、第二相机支架；8、点胶组件；801、点胶头；802、点胶臂；803、传动机构；804、安装板；805、点胶电机；806、驱动电机；807、点胶连杆；9、供胶组件；901、胶盘；902、磁力轮；903、固定压块；904、微调千分尺；905、供胶电机；906、供胶臂；10、固晶组件；1001、第二X-Y轴机器人；1002、固晶平台；11、供料定位组件；1101、第一三杆气缸；1102、第一防滑块；1103、第一吸盘；1104、第二三杆气缸；1105、第二防滑块；1106、第二吸盘。

具体实施方式

请参阅图1～11，本发明实施例中，CSP在线固晶机，包括机架1、龙门架2、晶盘组件3、顶针组件4、上料视觉组件5、摆臂组件6、固晶视觉组件7、点胶组件8、供胶组件9、固晶组件10以及供料定位组件11。机架1起支撑作用，龙门架2固定在机架1顶端面一侧，晶盘组件3固定在机架1顶端面并位于龙门架2的一侧。顶针组件4固定在晶盘组件3的一侧。上料视觉组件5位于晶盘组件3上方并与龙门架2固定连接。摆臂组件6位于上料视觉组件5一侧并与龙门架2固定连接。固晶视觉组件7位于摆臂组件6远离上料视觉组件5的一侧并与龙门架2固定连接。点胶组件8固定在龙门架2顶端面靠近固晶视觉组件7的一侧。供胶组件9固定在点胶组件8的一侧。固晶组件10位于供胶组件9下方并固定在机架1顶端面。供料定位组件11固定在固晶组件10的内部。通过设置的一系列结构，不仅简化设备结构，提高设备运行的稳定性，还能够减轻设备高速运转时的抖动，提高固晶精准度。

在图2中：晶盘组件3包括第一X-Y轴机器人301，且第一X-Y轴机器人301固定在机架1顶端面并位于龙门架2的一侧，第一X-Y轴机器人301的顶端固定连接有晶盘支架302，且晶盘支架302的顶端面开设有晶盘定位槽303，晶盘定位槽303的外侧面活动连接有搭扣304。在使用时，先把晶盘放入晶盘定位槽303，锁紧搭扣304固定晶盘，在上料视觉组件5的配合下第一X-Y轴机器人301精确的定位晶粒，使晶粒准确对准顶针组件4的顶针针头4057。

在图3中：顶针组件4包括顶针底座401，且顶针底座401固定在晶盘组件3的一侧，顶针底座401的顶端活动连接有微动平台402，且微动平台402顶端面固定连接有凸轮模组403，凸轮模组403一侧面固定连接有伺服电机404，且伺服电机404输出端连接凸轮模组403，凸轮模组403顶端面固定连接有顶针模组405，且顶针模组405的顶端面固定连接顶吸套筒406。使用时，首先，将顶针底座401调整到合适高度，进而使得顶针模组405高度适合，然后，通过微动平台402调整顶针模组405的水平位置，最后，启动伺服电机404，伺服电机404带动凸轮模组403转动。

在图11中：顶针模组405包括固定在凸轮模组403顶端面的直线轴承座4051，且直线轴承座4051顶端固定有套筒固定座4052，套筒固定座4052内部活动连接有顶针杆4053，且顶针杆4053顶端可拆卸固定有顶针夹具4055，顶针杆4053外侧面顶端螺纹连接有顶针帽4056，顶针帽4056用以将顶针夹具4055固定在顶针杆4053顶端，套筒固定座4052与顶针杆4053之间设有密封圈4054，顶针夹具4055顶端可拆卸固定有顶针针头4057。随着凸轮模组403的转动，凸轮模组403带动顶针模组405中的顶针杆4053间歇性顶出顶吸套筒406，进而带动顶针针头4057顶出，顶出过程中，顶针杆4053在套筒固定座4052中上下运动。

在图4中：上料视觉组件5包括第一相机支架504，且第一相机支架504位于晶盘组件3上方并与龙门架2固定连接，第一相机支架504的顶端面一侧固定连接有第一工业相机503，且第一工业相机503底端贯穿第一相机支架504并固定连接有第一高倍镜头502，第一高倍镜头502的底端固定连接有第一视觉光源501。使用时，第一视觉光源501根据需要自动调节光源亮度，第一高倍镜头502放大晶粒，第一工业相机503高速捕捉、抓拍晶粒位置，控制晶盘组件3的第一X-Y轴机器人301精确定位。

在图5中：摆臂组件6包括摆杆电机座602，且摆杆电机座602位于上料视觉组件5一侧并与龙门架2固定连接，摆杆电机座602的底端固定连接有凸轮电机座603，且凸轮电机座603的一端连接凸轮电机604，凸轮电机座603的另一端活动连接有固晶摆杆601，摆杆电机座602顶端固定有摆杆电机605，且摆杆电机605输出端连接固晶摆杆601。在晶盘组件3校正好后，凸轮电机604驱动固晶摆杆601下降，固晶摆杆601一端的电木吸嘴及时准确的把晶粒吸附住，凸轮电机604驱动固晶摆杆601上升，接着摆杆电机605做一百八十度旋转运动，晶粒正负极刚好对调，凸轮电机604再次驱动摆杆下降，到合适位置以后负压管路关闭，正压管路打开，把晶粒精准的放在灯带的电极上。

在图6中：固晶视觉组件7包括第二相机支架704，且第二相机支架704位于摆臂组件6远离上料视觉组件5的一侧并与龙门架2固定连接，第二相机支架704的顶端面一侧固定连接有第二工业相机703，且第二工业相机703底端贯穿第二相机支架704并固定连接有第二高倍镜头702，第二高倍镜头702的底端固定连接有第二视觉光源701。使用时，第二视觉光源701根据需要自动调节光源亮度，第二高倍镜头702放大晶粒，第二工业相机703高速捕捉、抓拍晶粒位置。

在图7中：点胶组件8包括安装板804，且安装板804位于摆臂组件6远离上料视觉组件5的一侧并与龙门架2固定连接，安装板804的一侧面固定连接有点胶电机805与驱动电机806，且点胶电机805位于驱动电机806的一侧，安装板804的另一侧面活动连接有传动机构803，且传动机构803与点胶电机805输出端连接，传动机构803一侧设有点胶连杆807，且点胶连杆807活动连接在传动机构803与驱动电机806输出端之间，传动机构803的输出端活动连接有点胶臂802，且点胶臂802的一端固定连接有点胶头801。使用时，首先，在点胶头801上固定点胶针。然后，启动点胶电机805与驱动电机806，点胶电机805输出端为凸轮结构，在传动机构803的配合下，凸轮的旋转运动被转变成直线往复运动，而点胶臂802和点胶头801跟随做直线往复运动。此时的点胶连杆807把驱动电机806的旋转运动转变为直线运动，控制点胶位置，点胶头801配合固晶视觉组件7、固晶组件10，把从胶盘901蘸取了胶液的点胶针精准的点在需要固晶的灯带电极上，胶点大小适中，胶量均匀。

在图8中：供胶组件9包括供胶臂906，且供胶臂906固定在点胶组件8的一侧，供胶臂906的一端固定连接有固定压块903，且固定压块903的外侧面活动连接有胶盘901，胶盘901的顶端固定连接有磁力轮902，且磁力轮902顶端连接供胶电机905输出端，固定压块903顶端活动连接有微调千分尺904。胶盘901安装在供胶臂906上，通过磁力轮902把供胶电机905提供的动力传递到胶盘901带动胶盘901旋转。使用时，人工向胶盘901加胶，固定压块903对胶盘901起到定位作用，微调千分尺904能够调节胶层厚度。

在图9中：固晶组件10包括第二X-Y轴机器人1001，且第二X-Y轴机器人1001位于供胶组件9下方并固定在机架1顶端面，第二X-Y轴机器人1001顶端固定连接有固晶平台1002。固晶时，固晶组件10把灯带牢牢的固定在固晶平台1002上，在第二X-Y轴机器人1001的驱动下，配合固晶视觉组件7，准确的把灯带正负极对正吸附在吸嘴上晶粒的正负极。

在图10中：供料定位组件11包括固定在固晶组件10内部的第一定位机构与第二定位机构，且第一定位机构位于第二定位机构一侧，第一定位机构包括固定在固晶组件10内部的第一三杆气缸1101，且第一三杆气缸1101的顶端固定连接有第一防滑块1102，第一防滑块1102顶端面嵌有多个第一吸盘1103，第二定位机构包括固定在第一三杆气缸1101一侧的第二三杆气缸1104，且第二三杆气缸1104的顶端固定连接有第二防滑块1105，第二防滑块1105顶端面嵌有多个第二吸盘1106。定位机构分为两组，在进行灯带换料时，两组同步工作：吸盘通过软管与外界抽真空设备连接，三杆气缸升起，使吸盘贴合在灯带的下表面并抽真空，吸盘在大气压力作用下收缩变形，带动灯带牢牢的固定在防滑块上，从而固定灯带。

本发明的工作原理是：在使用时，首先，将晶盘放置在晶盘组件3上，通过顶针组件4与上料视觉组件5使晶粒准确对准顶针组件4的顶针针头4057。然后，在固晶摆杆601取料时及时准确的把晶粒附着膜刺破，把晶粒顶起合适的距离。此时，摆臂组件6吸取晶粒，将需要固晶的LED灯带放置在固晶组件10上，固晶组件10的第二X-Y轴机器人1001配合固晶视觉组件7，准确的把灯带正负极对正吸附在吸嘴上晶粒的正负极，固晶组件10把晶粒精准的放在灯带的电极上。最后，点胶组件8配合固晶视觉组件7、固晶组件10，把蘸取了胶液的点胶针精准的点在需要固晶的灯带电极上，胶点大小适中，胶量均匀。在进行灯带换料时，吸盘通过软管与外界抽真空设备连接，三杆气缸升起，使吸盘贴合在灯带的下表面并抽真空，吸盘在大气压力作用下收缩变形，带动灯带牢牢的固定在防滑块上，从而固定灯带。

以上所述的，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。