本發(fā)明涉及激光焊接設(shè)備，尤其涉及一種微電子器件封裝焊接機。

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背景技術(shù)：
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當(dāng)前，手機、電視、可穿戴設(shè)備等消費電子產(chǎn)品快速發(fā)展，在功能日趨強大的同時，體積卻越來越輕薄。這有賴于各種微電子器件芯片尺寸和封裝尺寸的不斷減小。然而器件尺寸減小的同時也對器件封裝的技術(shù)難度和可靠性提出了更高的要求。

激光精密焊接用于微電子器件封裝，具有其它焊接方式無法比擬的優(yōu)勢，焊縫最小、精度最高，并且非接觸式加工不易造成應(yīng)力變形和虛焊漏焊現(xiàn)象，良品率高。配備自動化裝置，節(jié)省人工。

申請?zhí)枮镃N201510730876.6的發(fā)明公開了一種防止激光焊縫產(chǎn)生氣孔的真空焊接方法，針對該方法設(shè)計了防止激光焊縫產(chǎn)生氣孔的真空焊接裝置，包括激光器、焊接室、聚焦頭、真空泵；所述激光器和真空泵均位于所述焊接室外，所述聚焦頭的一端通過激光傳導(dǎo)線攬與激光器連接，所述聚焦頭的另一端插入焊接室內(nèi)；所述焊接室的一側(cè)設(shè)有預(yù)抽真空室，所述焊接室的另一側(cè)設(shè)有焊后取樣室，所述焊接室與所述預(yù)抽真空室和所述焊后取樣室均連通；所述預(yù)抽真空室、所述焊接室和所述焊后取樣室分別與所述真空泵連通。該發(fā)明的目的是為了避免激光焊縫凝固時形成氣孔，自動化程度低，不能適應(yīng)大批量微電子器件封閉焊接的要求。

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技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種自動化程度高的微電子器件封裝焊接機。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種微電子器件封裝焊接機，包括激光焊接模塊、真空倉、真空源和復(fù)數(shù)個料盒，真空倉包括加工倉、過渡倉和密封門，密封門安裝在加工倉與過渡倉之間的隔板處，料盒包括復(fù)數(shù)個上下布置的料片插槽；過渡倉包括料盒支架、料盒支架進出門和沿X軸方向布置的進料氣缸；料盒支架包括上支架和下支架，進料氣缸朝向上支架；加工倉包括玻璃窗、Z軸方向料盒進給機構(gòu)、工作臺、X軸方向料片取放裝置和沿X軸方向布置的出料氣缸，Z軸方向料盒進給機構(gòu)靠近隔板布置，出料氣缸朝向所述的下支架；玻璃窗布置在加工倉的頂板上，激光焊接模塊布置在玻璃窗的上方，工作臺布置在玻璃窗的下方。

以上所述的微電子器件封裝焊接機，料盒支架為框形結(jié)構(gòu)，頂部包括提手，中部包括上滑道，下部包括下滑道；上滑道的上方為上支架，下滑道的上方為下支架。

以上所述的微電子器件封裝焊接機，Z軸方向料盒進給機構(gòu)包括Z軸方向運動機構(gòu)和料盒托架，料盒托架安裝在Z軸方向運動機構(gòu)上。

以上所述的微電子器件封裝焊接機，Z軸方向運動機構(gòu)包括Z軸電機、磁流體密封裝置和Z軸方向絲桿螺母機構(gòu)，Z軸方向絲桿螺母機構(gòu)由Z軸電機驅(qū)動；Z軸電機安裝在加工倉頂板的上方，磁流體密封裝置安裝在加工倉的頂板上；料盒托架與Z軸方向絲桿螺母機構(gòu)的螺母連接。

以上所述的微電子器件封裝焊接機，X軸方向料片取放裝置包括X軸方向運動機構(gòu)和電動夾具。

以上所述的微電子器件封裝焊接機，X軸方向運動機構(gòu)包括X軸電機和X軸方向絲桿螺母機構(gòu)，X軸方向絲桿螺母機構(gòu)由X軸電機驅(qū)動；電動夾具由X軸方向絲桿螺母機構(gòu)的螺母連接。

以上所述的微電子器件封裝焊接機，電動夾具由電磁鐵驅(qū)動，工作臺包括沿X軸方向布置的兩條軌道，軌道的內(nèi)側(cè)包括料片的導(dǎo)槽，電動夾具的夾頭位于兩條軌道之間。

以上所述的微電子器件封裝焊接機，包括以下步驟：

801、在加工倉和過渡倉真空度相同的情況下，將密封門打開，進料氣缸將料盒支架上支架中待加工的料盒推送到Z軸方向料盒進給機構(gòu)上，密封門關(guān)閉；

802、Z軸方向料盒進給機構(gòu)將料盒中待加工的料片進給到X軸方向料片取放裝置的取料位置；

803、X軸方向料片取放裝置從料盒的料片插槽中夾出待加工的料片，沿X軸方向拖到工作臺的工作位置，激光焊接模塊對待加工的料片上的工件進行加工；料片上的工件全部加工完成后，X軸方向料片取放裝置將加工好的料片送回料盒的料片插槽中；

804、重復(fù)步驟802和803，直至料盒中的料片全部加工完畢；

805、開始下一循環(huán)，在進行步驟801的過程中，出料氣缸將完工的料盒推送到料盒支架的下支架中。

以上所述的微電子器件封裝焊接機，在步驟802至步驟804期間，激光焊接模塊對待加工的料片上的工件進行加工的過程中，包括以下步驟：

901、向過渡倉中充氣，便過渡倉中達到外部壓力；人工打開過渡倉的料盒支架進出門，取出料盒支架，向料盒支架的上支架中裝填另一個待加工的料盒；如果料盒支架下支架中有已完工的料盒，從料盒支架下支架中中取出已完工的料盒；

902、向過渡倉中裝入步驟901處理過的料盒支架，關(guān)閉料盒支架進出門；

903、利用真空源對過渡倉抽真空，使過渡倉中的真空度與加工倉中的真空度相同。

本發(fā)明的封裝焊接機自動化程度高，用于大批量微電子器件封裝焊接生產(chǎn)率高。

[附圖說明]

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明實施例微電子器件封裝焊接機的主視圖。

圖2是本發(fā)明實施例微電子器件封裝焊接機主體部分的側(cè)視圖。

圖3是圖2中的A向剖視圖。

圖4是本發(fā)明實施例微電子器件封裝焊接機主體部分的原理示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例部分機構(gòu)組合的立體圖。

圖6是本發(fā)明實施例Z軸方向料盒進給機構(gòu)和X軸方向料片取放裝置的立體圖。

圖7是本發(fā)明實施例Z軸方向料盒進給機構(gòu)的立體圖。

圖8是本發(fā)明實施例料盒支架的立體圖。

圖9是本發(fā)明實施例工作臺的立體圖。

圖10是本發(fā)明實施例X軸方向料片取放裝置的立體圖。

[具體實施方式]

本發(fā)明實施例微電子器件封裝焊接機的結(jié)構(gòu)如圖1至圖10所示，包括機架100、主體部分和控制部分.

控制部分包括控制電路、顯示屏30和觸摸屏31。

主體部分包括激光焊接模塊20、真空倉21、真空源22和多個料盒30，真空倉21包括加工倉21A、過渡倉21B和自動密封門21C，自動密封門21C安裝在加工倉21A與過渡倉21B之間的隔板21D處。加工倉21A是工件被激光加工時的空間，過渡倉21B是放入和取出工件料盒的倉體，自動密封門21C位于加工倉和過渡倉的中間，能夠使兩個倉體之間聯(lián)通或獨立封閉。

自動密封門由氣缸控制門的打開與關(guān)閉。當(dāng)過渡倉需要上下料時自動密封門就關(guān)閉，以保持真空加工倉里的真空度使得上下料時激光加工模塊還可以繼續(xù)加工料片。當(dāng)料盒的料片加工完成后需要進出料時，自動密封門就打開，以保證料盒順利進出過渡倉與真空加工倉。

料盒30是長方柱體中空的鋁型材，鋁型材兩側(cè)板的內(nèi)壁有許多上下布置的料片插槽3001。料片200是180×60×1.5(mm)的長方體。

過渡倉21B中裝有料盒支架12和沿X軸方向布置的進料氣缸14。過渡倉21B的頂部有料盒支架進出門13。

料盒支架12為框形結(jié)構(gòu)，頂部包括提手1201，中部有料盒的上滑道1202，下部有料盒下滑道1203。上滑道1202的上方為料盒的上支架，下滑道1203的上方為料盒的下支架，進料氣缸14朝向上支架。

加工倉21A包括玻璃窗9、Z軸方向料盒進給機構(gòu)1、工作臺2、X軸方向料片取放裝置3和沿X軸方向布置的出料氣缸4，Z軸方向料盒進給機構(gòu)1靠近隔板21D布置，出料氣缸4朝向料盒支架12的下支架。

玻璃窗9布置在加工倉21A的頂板上，激光焊接模塊20布置在玻璃窗9的上方，工作臺2布置在玻璃窗9的下方。激光焊接模塊20發(fā)出的聚焦激光束透過玻璃窗口，聚焦在工件表面，避免了激光模塊置于加工倉中，減小了加工倉體的空間，激光焊接模塊20易于調(diào)試和維護。

激光焊接模塊20裝有同軸CCD，能自動捕捉料片加工位置，可以對工作臺上的料片進行精密加工。

Z軸方向料盒進給機構(gòu)1包括Z軸方向運動機構(gòu)和料盒托架101。Z軸方向運動機構(gòu)包括Z軸電機102、磁流體密封裝置103和Z軸方向絲桿螺母機構(gòu)。

Z軸方向絲桿螺母機構(gòu)由Z軸電機102驅(qū)動。Z軸電機102安裝在加工倉21A頂板的上方，磁流體密封裝置103安裝在加工倉21A的頂板上。料盒托架101與Z軸方向絲桿螺母機構(gòu)的螺母104連接，由螺母104帶動上下運動。

X軸方向料片取放裝置3包括X軸方向運動機構(gòu)和電動夾具301。

X軸方向運動機構(gòu)包括X軸電機302和X軸方向絲桿螺母機構(gòu)，X軸方向絲桿螺母機構(gòu)由X軸電機302驅(qū)動。電動夾具301由X軸方向絲桿螺母機構(gòu)的螺母303連接。

電動夾具301由電磁鐵304驅(qū)動，電動夾具301的電磁鐵304通電時，通過磁力的作用把上下鐵板吸合，從而使夾頭305合攏，以把料片200夾住。反之把料片200松開。

工作臺2包括沿X軸方向布置的兩條軌道201，軌道201的內(nèi)側(cè)有一條料片的導(dǎo)槽202，電動夾具301的夾頭305位于兩條軌道201之間。

本發(fā)明實施例微電子器件封裝焊接機的工作過程包括以下步驟：

101、加工倉21A和過渡倉21B的真空度相同，自動密封門21C打開，進料氣缸14將料盒支架上支架中提前放入、待加工的料盒30推送到Z軸方向料盒進給機構(gòu)1的料盒托架101中，自動密封門21C關(guān)閉。

102、Z軸方向料盒進給機構(gòu)1將料盒30中待加工的料片200進給到X軸方向料片取放裝置3的取料位置，即電動夾具夾頭308和工作臺軌道導(dǎo)槽202的高度。

103、X軸方向料片取放裝置電動夾具的夾頭308從料盒30的料片插槽3001中夾出待加工的料片200，X軸方向運動機構(gòu)將電動夾具和料片200沿導(dǎo)槽202拖到工作臺2的工作位置，即激光焊接模塊20的正下方，激光焊接模塊20對待加工的料片200上的工件進行加工。料片200上的工件全部加工完成后，電動夾具和電動夾具將加工好的料片200送回料盒30原來的料片插槽3001中。

104、重復(fù)步驟102和103，直至料盒30中的料片200全部加工完畢。

105、在上述步驟102至步驟104期間，激光焊接模塊20對待加工的料片上的工件進行加工的過程中，進行以下工作：

105A、向過渡倉21B中充氮氣，便過渡倉中達到外部壓力；人工打開過渡倉21B的料盒支架進出門13，取出料盒支架12，如果正在進行第一個工作循環(huán)，此時料盒支架12中沒有已完工的料盒，向料盒支架的上支架中裝填另一個待加工的料盒即可。如果在進行后續(xù)的工作循環(huán)，料盒支架12中有已完工的料盒，取出料盒支架12后，先將料盒支架12下支架中已完工的料盒拿出.再向料盒支架12的上支架中裝填待加工的料盒30。

105B、向過渡倉21B中裝入上述步驟處理過的料盒支架12，關(guān)閉料盒支架進出門13。

105C、利用真空源22對過渡倉21B抽真空，使過渡倉21B中的真空度與加工倉21A中的真空度相同。

106、開始下一循環(huán)，在進行步驟101的過程中，出料氣缸將完工的料盒推送到料盒支架的下支架中。

本發(fā)明以上實施例的封裝焊接機自動化程度高，可用于大批量微電子器件封裝焊接。由于有過渡倉上下料使得設(shè)備在上下料時真空加工倉仍可保持真空加工倉里的真空度使得上下料時激光加工模塊還可以繼續(xù)加工料片，生產(chǎn)效率很高。