[发明专利]一种适用于RFID标签倒封装设备的双自由度贴装头

说明书

本发明提供了一种适用于RFID标签倒封装设备的双自由度贴装头，所述的贴装头包括Z轴驱动系统和旋转驱动系统，其中Z轴驱动系统包括Z轴电机、Z轴电机座以及凸轮组件，所述旋转驱动系统包括旋转电机、旋转电机座和吸嘴单元，其中Z轴电机和凸轮组件均安装在Z轴电机座上，凸轮组件与Z轴电机的转轴连接，Z轴电机座和旋转电机座通过直线导轨相连接，旋转电机安装于旋转电机座上，吸嘴单元安装于旋转电机的转轴上；凸轮组件与旋转驱动系统相接触，Z轴电机驱动凸轮组件旋转，凸轮组件驱动旋转驱动系统沿着直线导轨做Z轴直线运动。本发明解决了现有技术中设备体积庞大、结构复杂、效率低、可靠性不高等问题。

技术领域

本发明涉及到一种针对RFID标签封装过程中贴装模块使用的贴装头结构，具体涉及一种适用于RFID标签倒封装设备的双自由度贴装头的机械结构设计。

背景技术

射频识别(RFID，Radio Frequnency Identification)，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，是21世纪最具前途和应用前景的一项信息技术。

RFID标签封装设备包括基板输送、点胶、贴装、热压和检测五个模块，贴装模块用于翻转头从wafer盘上拾取单个芯片并旋转180°后，由贴装头拾取并准确放置到天线焊盘上点有胶水的位置，其实现的功能是保证芯片与天线的机械互连和电气互连，是设备中不可或缺的重要环节。其中，贴装头的运动精度和速度要求高，组成零部件数量和自由度较多，而且相对运动繁琐，是整个标签封装设备的开发难点。

贴装头共有Z向和C向两个自由度，Z向为竖直方向上的移动，C向为水平面内的旋转，贴装头的动作流程：芯片拾取的吸嘴沿Z轴向下运动，当下降到芯片拾取高度时，真空发生器开启，将芯片吸持，吸嘴复位并运动至上视位置；上视相机采图后，进行视觉处理，计算出芯片的偏移位置和偏移角度，吸嘴C向旋转，将角度偏移校正；然后XY工作台运动将贴装头移动到贴片位置，吸嘴沿Z轴向下运动，下降至贴装高度时，真空关闭，高压开启，将芯片释放到贴片位置，高压关闭，吸嘴复位；最后贴装头返回芯片供给位置，准备下一次贴装。

根据芯片的大小可更换不同尺寸的吸嘴，进行不同规格芯片的吸取。由于芯片尺寸一般较小，甚至不大于0.5×0.5mm²，所以贴装头的Z向直线运动精度以及C向旋转精度要求较高。贴装头工作中，无论是位置控制和转动角度控制、运动冲击力控制，还是结构设计，都影响着芯片封装的可靠性。而模块的封装效率则由执行部件的运动特性、响应时间、以及模块时序规划所决定。

传统的贴装头设计中，Z向驱动有采用伺服电机加丝杆模组的方式，但丝杠模组体积较大，导致贴装头结构复杂，并且选用的电机功率较大，总效率低。Z向驱动还有采用电磁铁驱动和气缸驱动的方式，如中国专利CN03113988、CN200910108476.6以及CN200910108478.5等，这类电磁铁驱动的方案响应速度不好控制；如中国专利CN200610089487.0，气缸驱动结构简单，但压力不易调节，且气动作用的滞后性导致响应速度不够快，气动执行机构以较大的速度下降，使芯片与基板接触的过程中承受较大的冲击力，影响芯片封装质量。本领域中还有部分封装设备采用多个芯片同时拾取的贴装头设计，虽然一定程度上提高了效率，但使得机械结构复杂，同时对控制元件的性能提出更高要求，根据RFID中对芯片拾取、转移的工况需求，需要进行个性化具体设计。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，设计了一种适用于RFID标签倒封装设备的双自由度贴装头，解决了现有的设备体积庞大、结构复杂、效率低、可靠性不高等问题。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：