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(jī)及其工作方法。

背景技術(shù)：

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

2、目前的共晶機(jī)在使用時(shí)，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(guò)上下料模組的平移和取料手臂的縱向移動(dòng)，逐一將物料吸取后轉(zhuǎn)移至熱鍵合平臺(tái)，熱鍵合平臺(tái)加熱物料后，再轉(zhuǎn)移至熱鍵合頭下方進(jìn)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(yīng)用中，上下料模組采用的是單工位取料，且共晶機(jī)對(duì)物料的整個(gè)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(huì)進(jìn)行下一個(gè)物料的上料處理，這樣就會(huì)出現(xiàn)上下料速度慢且貼片效率低的問(wèn)題。另外，現(xiàn)有的共晶機(jī)在使用時(shí)，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(duì)物料的正面進(jìn)行貼片處理，因此現(xiàn)有的共晶機(jī)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)物料側(cè)面貼片處理的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何提供一種能進(jìn)行上下料和貼片的同步處理，進(jìn)而有效提高設(shè)備貼片效率的多工位高效率共晶機(jī)及其工作方法。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種多工位高效率共晶機(jī)，包括機(jī)體，所述機(jī)體上設(shè)有上下料機(jī)構(gòu)、貼片機(jī)構(gòu)和多工位機(jī)構(gòu)；

4、在所述機(jī)體上沿縱向方向設(shè)有兩個(gè)上下料機(jī)構(gòu)，所述上下料機(jī)構(gòu)包括托盤(pán)和上下料模組，所述托盤(pán)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(jī)構(gòu)上，并將所述多工位機(jī)構(gòu)上處理好的物料重新放置到托盤(pán)上；

5、所述貼片機(jī)構(gòu)在縱向方向上設(shè)置在兩個(gè)上下料機(jī)構(gòu)之間，所述貼片機(jī)構(gòu)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(shè)置在所述多工位機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，所述焊料模組用于將焊料貼合到所述多工位機(jī)構(gòu)的物料上，所述芯片模組用于將芯片貼合到所述多工位機(jī)構(gòu)的物料上；

6、所述多工位機(jī)構(gòu)包括第一縱向運(yùn)動(dòng)組件，所述第一縱向運(yùn)動(dòng)組件上設(shè)有沿縱向方向設(shè)置的第一工位模組和第二工位模組，所述第一縱向運(yùn)動(dòng)組件用于帶動(dòng)所述第一工位模組和所述第二工位模組沿縱向移動(dòng)，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(dòng)到與所述上下料機(jī)構(gòu)和所述貼片機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置，且所述第一工位模組與所述上下料機(jī)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)時(shí)，所述第二工位模組與所述貼片機(jī)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)，所述第一工位模組與所述貼片機(jī)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)時(shí)，所述第二工位模組與所述上下料機(jī)構(gòu)位置對(duì)應(yīng)。

7、本發(fā)明的工作原理為：本發(fā)明的共晶機(jī)在工作時(shí)，首先將需要進(jìn)行貼片處理的物料放置在兩個(gè)上下料機(jī)構(gòu)的托盤(pán)上；然后由上下料模組將托盤(pán)上待處理的物料放置到多工位機(jī)構(gòu)的第一工位模組和第二工位模組上；再由第一縱向運(yùn)動(dòng)組件沿縱向第一方向運(yùn)動(dòng)，使得第一工位模組移動(dòng)到與貼片機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置，此時(shí)第二工位模組移動(dòng)到與上下料機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)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(dāng)?shù)谝还の荒＝M上的物料在進(jìn)行焊料貼合和芯片貼合時(shí)，與第二工位模組對(duì)應(yīng)的上下料機(jī)構(gòu)將處理完成的物料重新放置到托盤(pán)上并將新的待處理的物料放置到第二工位模組上；當(dāng)?shù)谝还の荒＝M上的物料全部處理完成后，第一縱向運(yùn)動(dòng)組件沿縱向第二方向運(yùn)動(dòng)，使得第二工位模組移動(dòng)到與貼片機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置，此時(shí)第一工位模組移動(dòng)到與上下料機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)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(dāng)?shù)诙の荒＝M上的物料在進(jìn)行焊料貼合和芯片貼合時(shí)，上下料機(jī)構(gòu)將第一工位模組上處理完成的物料重新放置到托盤(pán)上并將新的待處理的物料放置到第一工位模組上；當(dāng)?shù)诙の荒＝M上的物料全部處理完成后，第一縱向運(yùn)動(dòng)組件沿縱向第一方向運(yùn)動(dòng)，重新使得第一工位模組移動(dòng)到與貼片機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置，第二工位模組移動(dòng)到與上下料機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置。如此就可以使得第一工位模組在進(jìn)行焊料貼合和芯片貼合時(shí)，第二工位模組可以進(jìn)行物料的上下料操作，第二工位模組在進(jìn)行焊料貼合和芯片貼合時(shí)，第一工位模組可以進(jìn)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(jié)構(gòu)形式，并且每個(gè)工位能單次性上料多組物料，雙工位循環(huán)往復(fù)供料，一個(gè)工位上下料，另一個(gè)工位則進(jìn)行貼片處理，實(shí)現(xiàn)了上下料和貼片的同步處理，使得貼片機(jī)構(gòu)的工作時(shí)間間隔極大縮減，有效的提高了設(shè)備貼片效率。

9、另外，本發(fā)明整體布局上，第一縱向運(yùn)動(dòng)組件將物料從上下料位置傳輸?shù)劫N片機(jī)構(gòu)下方，以第一縱向運(yùn)動(dòng)組件為原點(diǎn)，芯片模組和焊料模組關(guān)于第一縱向運(yùn)動(dòng)組件對(duì)稱(chēng)設(shè)置，由此減小了芯片模組和焊料模組的運(yùn)動(dòng)行程，最大化整機(jī)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(zhuǎn)模組，所述翻轉(zhuǎn)模組包括翻轉(zhuǎn)電機(jī)和翻轉(zhuǎn)塊，所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)電機(jī)安裝座安裝在所述第一縱向運(yùn)動(dòng)組件上，以通過(guò)所述第一縱向運(yùn)動(dòng)組件帶動(dòng)所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)沿縱向移動(dòng)，所述翻轉(zhuǎn)塊與所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，以通過(guò)所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述翻轉(zhuǎn)塊轉(zhuǎn)動(dòng)，在所述翻轉(zhuǎn)塊上設(shè)有物料放置槽和物料加熱棒，所述物料放置槽內(nèi)用于放置物料，并在所述翻轉(zhuǎn)塊轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中將物料始終保持在所述物料放置槽內(nèi)，所述物料加熱棒用于對(duì)所述物料放置槽內(nèi)的物料進(jìn)行加熱。

11、優(yōu)選的，在所述翻轉(zhuǎn)塊上沿縱向方向設(shè)有多個(gè)物料放置槽，在每個(gè)所述物料放置槽處均對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)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(yùn)動(dòng)組件上，在所述快速加熱底座上設(shè)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(guò)所述快速加熱組件對(duì)物料進(jìn)行加熱。

13、優(yōu)選的，所述上下料模組包括上下料軸向運(yùn)動(dòng)組件、上下料縱向運(yùn)動(dòng)組件和物料吸附組件，所述上下料軸向運(yùn)動(dòng)組件通過(guò)上下料底座安裝在機(jī)體上，所述上下料縱向運(yùn)動(dòng)組件與所述上下料軸向運(yùn)動(dòng)組件連接，所述物料吸附組件與所述上下料縱向運(yùn)動(dòng)組件連接，以通過(guò)所述上下料軸向運(yùn)動(dòng)組件和所述上下料縱向運(yùn)動(dòng)組件來(lái)分別帶動(dòng)所述物料吸附組件沿軸向和縱向運(yùn)動(dòng)，所述物料吸附組件包括沿豎向設(shè)置的物料吸附直線(xiàn)電機(jī)和真空吸嘴，所述物料吸附直線(xiàn)電機(jī)安裝在所述上下料縱向運(yùn)動(dòng)組件上，且所述物料吸附直線(xiàn)電機(jī)的動(dòng)力軸與所述真空吸嘴連接，以通過(guò)所述物料吸附直線(xiàn)電機(jī)帶動(dòng)所述真空吸嘴沿豎向方向移動(dòng)。

14、優(yōu)選的，所述焊料模組包括第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組件、焊料取料頭組件和焊料調(diào)節(jié)組件；

15、所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組件用于放置焊料；

16、所述焊料調(diào)節(jié)組件用于對(duì)放置的焊料進(jìn)行位置調(diào)節(jié)；

17、所述焊料取料頭組件用于從所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組件上獲取焊料放置到焊料調(diào)節(jié)組件處進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，并將經(jīng)過(guò)位置調(diào)節(jié)后的焊料貼合到所述多工位機(jī)構(gòu)的物料上。

18、優(yōu)選的，所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組件包括第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)軸向運(yùn)動(dòng)組件和第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)組件

19、所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上用于放置焊料；

20、所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)軸向運(yùn)動(dòng)組件用于帶動(dòng)所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)軸向運(yùn)動(dòng)，所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)組件用于帶動(dòng)所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)，以通過(guò)所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)焊料沿軸向和縱向運(yùn)動(dòng)。

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(yùn)動(dòng)組件和焊料取料頭豎向運(yùn)動(dòng)組件；

22、所述焊料取料頭軸向運(yùn)動(dòng)組件的固定端安裝在所述機(jī)體上，所述焊料取料頭豎向運(yùn)動(dòng)組件的固定端與所述焊料取料頭軸向運(yùn)動(dòng)組件的運(yùn)動(dòng)端連接，所述焊料取料頭與所述焊料取料頭豎向運(yùn)動(dòng)組件的運(yùn)動(dòng)端連接，以通過(guò)所述焊料取料頭軸向運(yùn)動(dòng)組件和所述焊料取料頭豎向運(yùn)動(dòng)組件分別帶動(dòng)所述焊接取料頭沿軸向和縱向運(yùn)動(dòng)。

23、優(yōu)選的，所述焊料調(diào)節(jié)組件包括焊料中轉(zhuǎn)平臺(tái)和焊料調(diào)節(jié)電機(jī)，所述焊料中轉(zhuǎn)平臺(tái)用于放置焊料，所述焊料調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述焊料中轉(zhuǎn)平臺(tái)連接，以通過(guò)所述焊料調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述焊料中轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述焊料中轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)焊料的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

24、優(yōu)選的，所述貼片模組包括第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組件、芯片取料頭組件和芯片調(diào)節(jié)組件；

25、所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組件用于放置芯片；

26、所述芯片調(diào)節(jié)組件用于對(duì)放置的芯片進(jìn)行位置調(diào)節(jié)；

27、所述芯片取料頭組件用于從所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組件上獲取芯片放置到芯片調(diào)節(jié)組件處進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，并將經(jīng)過(guò)位置調(diào)節(jié)后的芯片貼合到所述多工位機(jī)構(gòu)的物料上。

28、優(yōu)選的，所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組件包括第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)軸向運(yùn)動(dòng)組件和第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)組件；

29、所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上用于放置芯片；

30、所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)軸向運(yùn)動(dòng)組件用于帶動(dòng)所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)軸向運(yùn)動(dòng)，所述二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)組件用于帶動(dòng)所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)，以通過(guò)所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)芯片沿軸向和縱向運(yùn)動(dòng)。

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(yùn)動(dòng)組件和芯片取料頭縱向運(yùn)動(dòng)組件；

32、所述芯片取料頭軸向運(yùn)動(dòng)組件的固定端安裝在所述機(jī)體上，所述芯片取料頭縱向運(yùn)動(dòng)組件的固定端與所述芯片取料頭軸向運(yùn)動(dòng)組件的運(yùn)動(dòng)端連接，所述芯片取料頭與所述芯片取料頭縱向運(yùn)動(dòng)組件的運(yùn)動(dòng)端連接，以通過(guò)所述芯片取料頭軸向運(yùn)動(dòng)組件和所述芯片取料頭縱向運(yùn)動(dòng)組件分別帶動(dòng)所述芯片取料頭沿軸向和縱向運(yùn)動(dòng)。

33、優(yōu)選的，所述芯片調(diào)節(jié)組件包括芯片中轉(zhuǎn)平臺(tái)和芯片調(diào)節(jié)電機(jī)，所述芯片中轉(zhuǎn)平臺(tái)用于放置芯片，所述芯片調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述芯片中轉(zhuǎn)平臺(tái)連接，以通過(guò)所述芯片調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述芯片中轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述芯片中轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)芯片的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

34、優(yōu)選的，所述機(jī)體上還設(shè)有視覺(jué)機(jī)構(gòu)，所述視覺(jué)機(jī)構(gòu)包括頂部視覺(jué)模組和底部視覺(jué)模組，所述頂部視覺(jué)模組包括焊料定位視覺(jué)組件、焊料角度精調(diào)視覺(jué)組件、芯片定位視覺(jué)組件、芯片角度精調(diào)視覺(jué)組件和物料位置視覺(jué)組件；所述底部視覺(jué)模組包括焊料底部光學(xué)視覺(jué)組件和芯片底部光學(xué)視覺(jué)組件；

35、所述焊料定位視覺(jué)組件的位置與所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置相對(duì)應(yīng)，用于確定所述第一圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上焊料的位置信息；

36、所述焊料角度精調(diào)視覺(jué)組件的位置與所述焊料中轉(zhuǎn)平臺(tái)的位置相對(duì)應(yīng)，用于確定所述焊料中轉(zhuǎn)平臺(tái)上焊料的位置信息；

37、所述芯片定位視覺(jué)組件的位置與所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置相對(duì)應(yīng)，用于確定所述第二圓晶運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上芯片的位置信息；

38、所述芯片角度精調(diào)視覺(jué)組件的位置與所述芯片中轉(zhuǎn)平臺(tái)的位置相對(duì)應(yīng)，用于確定所述芯片中轉(zhuǎn)平臺(tái)上芯片的位置信息；

39、所述物料位置視覺(jué)組件與所述多工位機(jī)構(gòu)的位置相對(duì)應(yīng)，用于確定所述多工位機(jī)構(gòu)上物料的位置信息；

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

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

42、一種如上述多工位高效率共晶機(jī)的工作方法，包括以下步驟：

43、步驟1）將需要進(jìn)行貼片處理的物料放置在兩個(gè)所述上下料機(jī)構(gòu)的托盤(pán)上；

44、步驟2）所述上下料模組將托盤(pán)上待處理的物料放置到多工位機(jī)構(gòu)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(yùn)動(dòng)組件沿縱向第一方向運(yùn)動(dòng)，使得第一工位模組移動(dòng)到與所述貼片機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置，此時(shí)所述第二工位模組移動(dòng)到與所述上下料機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)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(shí)，所述上下料機(jī)構(gòu)將處理完成的物料重新放置到托盤(pán)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(dāng)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(yùn)動(dòng)組件沿縱向第二方向運(yùn)動(dòng)，使得第二工位模組移動(dòng)到與所述貼片機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置，此時(shí)所述第一工位模組移動(dòng)到與所述上下料機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)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(shí)，所述上下料機(jī)構(gòu)將所述第一工位模組上處理完成的物料重新放置到托盤(pán)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(dāng)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）。