本發(fā)明涉及芯片貼片，具體涉及一種多工位高效率共晶機及其工作方法。

背景技術：

1、共晶機（eutectic?bonding?machine）是一種用于實現(xiàn)共晶焊接（eutecticbonding）的專用設備，主要應用于微電子封裝、光電子器件組裝、mems（微機電系統(tǒng)）制造等領域。共晶焊接利用共晶反應，實現(xiàn)高精度、高可靠性的材料連接。共晶反應是利用兩種或多種材料在特定比例下形成低熔點合金的特性，共晶合金在熔化后能快速凝固，形成致密、低應力的連接層。

2、目前的共晶機在使用時，通常是將裝有物料的基板載體放入到上下料模組中，然后通過上下料模組的平移和取料手臂的縱向移動，逐一將物料吸取后轉移至熱鍵合平臺，熱鍵合平臺加熱物料后，再轉移至熱鍵合頭下方進行共晶貼片，最后，取料手臂將完成共晶后的物料放回基板上的載體。然而，在目前應用中，上下料模組采用的是單工位取料，且共晶機對物料的整個處理屬于串行處理，即上料、鍵合、貼片、下料等工序全部完成后才會進行下一個物料的上料處理，這樣就會出現(xiàn)上下料速度慢且貼片效率低的問題。另外，現(xiàn)有的共晶機在使用時，熱鍵合頭和物料之間處于垂直狀態(tài)，這樣就使得熱鍵合頭只能對物料的正面進行貼片處理，因此現(xiàn)有的共晶機還無法實現(xiàn)物料側面貼片處理的功能。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明要解決的技術問題是：如何提供一種能進行上下料和貼片的同步處理，進而有效提高設備貼片效率的多工位高效率共晶機及其工作方法。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、一種多工位高效率共晶機，包括機體，所述機體上設有上下料機構、貼片機構和多工位機構；

4、在所述機體上沿縱向方向設有兩個上下料機構，所述上下料機構包括托盤和上下料模組，所述托盤上用于放置物料，所述上下料模組用于將待處理的物料放置到所述多工位機構上，并將所述多工位機構上處理好的物料重新放置到托盤上；

5、所述貼片機構在縱向方向上設置在兩個上下料機構之間，所述貼片機構包括芯片模組和焊料模組，所述芯片模組和所述焊料模組沿軸向方向設置在所述多工位機構的兩側，所述焊料模組用于將焊料貼合到所述多工位機構的物料上，所述芯片模組用于將芯片貼合到所述多工位機構的物料上；

6、所述多工位機構包括第一縱向運動組件，所述第一縱向運動組件上設有沿縱向方向設置的第一工位模組和第二工位模組，所述第一縱向運動組件用于帶動所述第一工位模組和所述第二工位模組沿縱向移動，以使得所述第一工位模組和所述第二工位模組能夠沿縱向方向依次移動到與所述上下料機構和所述貼片機構對應的位置，且所述第一工位模組與所述上下料機構位置對應時，所述第二工位模組與所述貼片機構位置對應，所述第一工位模組與所述貼片機構位置對應時，所述第二工位模組與所述上下料機構位置對應。

7、本發(fā)明的工作原理為：本發(fā)明的共晶機在工作時，首先將需要進行貼片處理的物料放置在兩個上下料機構的托盤上；然后由上下料模組將托盤上待處理的物料放置到多工位機構的第一工位模組和第二工位模組上；再由第一縱向運動組件沿縱向第一方向運動，使得第一工位模組移動到與貼片機構對應的位置，此時第二工位模組移動到與上下料機構對應的位置；焊料模組將焊料貼合到第一工位模組的物料上，然后由芯片模組將芯片貼合到第一工位模組的物料上；當?shù)谝还の荒＝M上的物料在進行焊料貼合和芯片貼合時，與第二工位模組對應的上下料機構將處理完成的物料重新放置到托盤上并將新的待處理的物料放置到第二工位模組上；當?shù)谝还の荒＝M上的物料全部處理完成后，第一縱向運動組件沿縱向第二方向運動，使得第二工位模組移動到與貼片機構對應的位置，此時第一工位模組移動到與上下料機構對應的位置；然后由焊料模組將焊料貼合到第二工位模組的物料上，再由芯片模組將芯片貼合到第二工位模組的物料上；當?shù)诙の荒＝M上的物料在進行焊料貼合和芯片貼合時，上下料機構將第一工位模組上處理完成的物料重新放置到托盤上并將新的待處理的物料放置到第一工位模組上；當?shù)诙の荒＝M上的物料全部處理完成后，第一縱向運動組件沿縱向第一方向運動，重新使得第一工位模組移動到與貼片機構對應的位置，第二工位模組移動到與上下料機構對應的位置。如此就可以使得第一工位模組在進行焊料貼合和芯片貼合時，第二工位模組可以進行物料的上下料操作，第二工位模組在進行焊料貼合和芯片貼合時，第一工位模組可以進行物料的上下料操作。

8、綜上，本發(fā)明采用雙工位供料的結構形式，并且每個工位能單次性上料多組物料，雙工位循環(huán)往復供料，一個工位上下料，另一個工位則進行貼片處理，實現(xiàn)了上下料和貼片的同步處理，使得貼片機構的工作時間間隔極大縮減，有效的提高了設備貼片效率。

9、另外，本發(fā)明整體布局上，第一縱向運動組件將物料從上下料位置傳輸?shù)劫N片機構下方，以第一縱向運動組件為原點，芯片模組和焊料模組關于第一縱向運動組件對稱設置，由此減小了芯片模組和焊料模組的運動行程，最大化整機貼合效率。

10、優(yōu)選的，所述第一工位模組和所述第二工位模組均為翻轉模組，所述翻轉模組包括翻轉電機和翻轉塊，所述翻轉電機通過電機安裝座安裝在所述第一縱向運動組件上，以通過所述第一縱向運動組件帶動所述翻轉電機沿縱向移動，所述翻轉塊與所述翻轉電機的轉軸連接，以通過所述翻轉電機的轉動帶動所述翻轉塊轉動，在所述翻轉塊上設有物料放置槽和物料加熱棒，所述物料放置槽內用于放置物料，并在所述翻轉塊轉動過程中將物料始終保持在所述物料放置槽內，所述物料加熱棒用于對所述物料放置槽內的物料進行加熱。

11、優(yōu)選的，在所述翻轉塊上沿縱向方向設有多個物料放置槽，在每個所述物料放置槽處均對應設有一個物料加熱棒。

12、優(yōu)選的，所述第一工位模組和所述第二工位模組均為快速加熱模組，所述快速加熱模組包括快速加熱底座，所述快速加熱底座安裝在所述第一縱向運動組件上，在所述快速加熱底座上設有快速加熱組件，所述快速加熱組件上用于放置物料，以通過所述快速加熱組件對物料進行加熱。

13、優(yōu)選的，所述上下料模組包括上下料軸向運動組件、上下料縱向運動組件和物料吸附組件，所述上下料軸向運動組件通過上下料底座安裝在機體上，所述上下料縱向運動組件與所述上下料軸向運動組件連接，所述物料吸附組件與所述上下料縱向運動組件連接，以通過所述上下料軸向運動組件和所述上下料縱向運動組件來分別帶動所述物料吸附組件沿軸向和縱向運動，所述物料吸附組件包括沿豎向設置的物料吸附直線電機和真空吸嘴，所述物料吸附直線電機安裝在所述上下料縱向運動組件上，且所述物料吸附直線電機的動力軸與所述真空吸嘴連接，以通過所述物料吸附直線電機帶動所述真空吸嘴沿豎向方向移動。

14、優(yōu)選的，所述焊料模組包括第一圓晶運動平臺組件、焊料取料頭組件和焊料調節(jié)組件；

15、所述第一圓晶運動平臺組件用于放置焊料；

16、所述焊料調節(jié)組件用于對放置的焊料進行位置調節(jié)；

17、所述焊料取料頭組件用于從所述第一圓晶運動平臺組件上獲取焊料放置到焊料調節(jié)組件處進行位置調節(jié)，并將經(jīng)過位置調節(jié)后的焊料貼合到所述多工位機構的物料上。

18、優(yōu)選的，所述第一圓晶運動平臺組件包括第一圓晶運動平臺、第一圓晶運動平臺軸向運動組件和第一圓晶運動平臺縱向運動組件

19、所述第一圓晶運動平臺上用于放置焊料；

20、所述第一圓晶運動平臺軸向運動組件用于帶動所述第一圓晶運動平臺軸向運動，所述第一圓晶運動平臺縱向運動組件用于帶動所述第一圓晶運動平臺縱向運動，以通過所述第一圓晶運動平臺帶動焊料沿軸向和縱向運動。

21、優(yōu)選的，所述焊料取料頭組件包括焊料取料頭、焊料取料頭軸向運動組件和焊料取料頭豎向運動組件；

22、所述焊料取料頭軸向運動組件的固定端安裝在所述機體上，所述焊料取料頭豎向運動組件的固定端與所述焊料取料頭軸向運動組件的運動端連接，所述焊料取料頭與所述焊料取料頭豎向運動組件的運動端連接，以通過所述焊料取料頭軸向運動組件和所述焊料取料頭豎向運動組件分別帶動所述焊接取料頭沿軸向和縱向運動。

23、優(yōu)選的，所述焊料調節(jié)組件包括焊料中轉平臺和焊料調節(jié)電機，所述焊料中轉平臺用于放置焊料，所述焊料調節(jié)電機的轉軸與所述焊料中轉平臺連接，以通過所述焊料調節(jié)電機的轉動帶動所述焊料中轉平臺轉動，所述焊料中轉平臺轉動對焊料的位置進行調節(jié)。

24、優(yōu)選的，所述貼片模組包括第二圓晶運動平臺組件、芯片取料頭組件和芯片調節(jié)組件；

25、所述第二圓晶運動平臺組件用于放置芯片；

26、所述芯片調節(jié)組件用于對放置的芯片進行位置調節(jié)；

27、所述芯片取料頭組件用于從所述第二圓晶運動平臺組件上獲取芯片放置到芯片調節(jié)組件處進行位置調節(jié)，并將經(jīng)過位置調節(jié)后的芯片貼合到所述多工位機構的物料上。

28、優(yōu)選的，所述第二圓晶運動平臺組件包括第二圓晶運動平臺、第二圓晶運動平臺軸向運動組件和第二圓晶運動平臺縱向運動組件；

29、所述第二圓晶運動平臺上用于放置芯片；

30、所述第二圓晶運動平臺軸向運動組件用于帶動所述第二圓晶運動平臺軸向運動，所述二圓晶運動平臺縱向運動組件用于帶動所述第二圓晶運動平臺縱向運動，以通過所述第二圓晶運動平臺帶動芯片沿軸向和縱向運動。

31、優(yōu)選的，所述芯片取料頭組件包括芯片取料頭、芯片取料頭軸向運動組件和芯片取料頭縱向運動組件；

32、所述芯片取料頭軸向運動組件的固定端安裝在所述機體上，所述芯片取料頭縱向運動組件的固定端與所述芯片取料頭軸向運動組件的運動端連接，所述芯片取料頭與所述芯片取料頭縱向運動組件的運動端連接，以通過所述芯片取料頭軸向運動組件和所述芯片取料頭縱向運動組件分別帶動所述芯片取料頭沿軸向和縱向運動。

33、優(yōu)選的，所述芯片調節(jié)組件包括芯片中轉平臺和芯片調節(jié)電機，所述芯片中轉平臺用于放置芯片，所述芯片調節(jié)電機的轉軸與所述芯片中轉平臺連接，以通過所述芯片調節(jié)電機的轉動帶動所述芯片中轉平臺轉動，所述芯片中轉平臺轉動對芯片的位置進行調節(jié)。

34、優(yōu)選的，所述機體上還設有視覺機構，所述視覺機構包括頂部視覺模組和底部視覺模組，所述頂部視覺模組包括焊料定位視覺組件、焊料角度精調視覺組件、芯片定位視覺組件、芯片角度精調視覺組件和物料位置視覺組件；所述底部視覺模組包括焊料底部光學視覺組件和芯片底部光學視覺組件；

35、所述焊料定位視覺組件的位置與所述第一圓晶運動平臺的位置相對應，用于確定所述第一圓晶運動平臺上焊料的位置信息；

36、所述焊料角度精調視覺組件的位置與所述焊料中轉平臺的位置相對應，用于確定所述焊料中轉平臺上焊料的位置信息；

37、所述芯片定位視覺組件的位置與所述第二圓晶運動平臺的位置相對應，用于確定所述第二圓晶運動平臺上芯片的位置信息；

38、所述芯片角度精調視覺組件的位置與所述芯片中轉平臺的位置相對應，用于確定所述芯片中轉平臺上芯片的位置信息；

39、所述物料位置視覺組件與所述多工位機構的位置相對應，用于確定所述多工位機構上物料的位置信息；

40、所述焊料底部光學視覺組件位于所述焊料角度精調視覺組件和所述物料位置視覺組件之間，用于以物料下底面為基準確定焊料的位置誤差；

41、所述芯片底部光學視覺組件位于所述芯片角度精調視覺組件和所述物料位置視覺組件之間，用于以物料下底面為基準確定料的位置誤差。

42、一種如上述多工位高效率共晶機的工作方法，包括以下步驟：

43、步驟1）將需要進行貼片處理的物料放置在兩個所述上下料機構的托盤上；

44、步驟2）所述上下料模組將托盤上待處理的物料放置到多工位機構的第一工位模組和第二工位模組上；

45、步驟3）所述第一縱向運動組件沿縱向第一方向運動，使得第一工位模組移動到與所述貼片機構對應的位置，此時所述第二工位模組移動到與所述上下料機構對應的位置；

46、步驟4）所述焊料模組將焊料貼合到所述第一工位模組的物料上，所述芯片模組將芯片貼合到所述第一工位模組的物料上；同時，所述上下料機構將處理完成的物料重新放置到托盤上并將新的待處理的物料放置到第二工位模組上；

47、步驟5）當所述第一工位模組上的物料全部處理完成后，所述第一縱向運動組件沿縱向第二方向運動，使得第二工位模組移動到與所述貼片機構對應的位置，此時所述第一工位模組移動到與所述上下料機構對應的位置；

48、步驟6）所述焊料模組將焊料貼合到所述第二工位模組的物料上，所述芯片模組將芯片貼合到所述第二工位模組的物料上；同時，所述上下料機構將所述第一工位模組上處理完成的物料重新放置到托盤上并將新的待處理的物料放置到第一工位模組上；

49、步驟7）當所述第二工位模組上的物料全部處理完成后，返回執(zhí)行步驟3）。