阅读说明：本技术 用于自动金丝键合机上的工装安装、键合方法 (Tool mounting and bonding method for automatic gold wire bonding machine ) 是由 王雨 武邵丽 郭铭 高国斐 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用于自动金丝键合机上的工装安装、键合方法,首先,安装在自动金丝键合机平台上安装定位夹持装置；然后,在自动金丝键合机上料工位一侧安装喂料装置；其次,将定位夹持装置与喂料装置进行工序衔接。定位夹持装置安装包括以下步骤；首先,在工装框架(301)上加工架条滑道(307)、送架通道(309)、以及出架通道(312),在管壳支架条(304)上加工架条吸附孔(306)；然后,将送架机械手(310)与出架机械手(313)的手臂分别安装到各自对应的送架U型托手(311)与出架U型托手(314)；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。(The invention relates to a tool mounting and bonding method for an automatic gold wire bonder, which comprises the following steps of firstly, mounting a positioning and clamping device on a platform of the automatic gold wire bonder; then, mounting a feeding device on one side of a feeding station of the automatic gold wire bonding machine; and secondly, connecting the positioning and clamping device with the feeding device in a working procedure. The installation of the positioning and clamping device comprises the following steps; firstly, a rack bar slideway (307), a rack conveying channel (309) and a rack discharging channel (312) are processed on a tooling frame (301), and rack bar adsorption holes (306) are processed on a shell and tube support bar (304); then, respectively installing the arms of a frame conveying manipulator (310) and a frame discharging manipulator (313) to a frame conveying U-shaped bracket hand (311) and a frame discharging U-shaped bracket hand (314) which respectively correspond to the frame conveying U-shaped bracket hand and the frame discharging U-shaped bracket hand; the invention has reasonable design, compact structure and convenient use.)

用于自动金丝键合机上的工装安装、键合方法

技术领域

本发明涉及用于自动金丝键合机上的工装安装、键合方法 。

背景技术

引线键合实现了微电子产品优良的电气互连功能，在微电子领域应用广泛。自动引线键合技术作为一种先进的引线键合技术具有绝对优势。自动键合技术是通过自动键合机执行相应的程序，自动完成引线键合的过程。自动键合具有可控化、一致性好和可靠性高等优势。随着电子封装技术的不断发展，微波组件正在不断向小型化、高密度、高可靠、高性能和大批量方向发展，对产品的可控化、高一致性、高可靠性和生产的高效率都提出了更高的要求，顺应发展趋势实现自动化生产已成为一种趋势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种用于自动金丝键合机上的工装、系统及方法 。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种用于自动金丝键合机上的工装安装方法 ， 首先，安装在自动金丝键合机平台上安装定位夹持装置；然后，在自动金丝键合机上料工位一侧安装喂料装置；其次，将定位夹持装置与喂料装置进行工序衔接。

作为上述技术方案的进一步改进：

定位夹持装置安装包括以下步骤；

首先，在工装框架上加工架条滑道、送架通道、以及出架通道，在管壳支架条上加工架条吸附孔；然后，将送架机械手与出架机械手的手臂分别安装到各自对应的送架U型托手与出架U型托手；其次，将送架U型托手与出架U型托手分别放置到各自对应的送架通道与出架通道；再次，将管壳支架条沿着架条滑道送入到工装框架上，在管壳支架条的滑座侧壁配研，调整滑座侧壁与架条滑道的装配精度满足双列引脚产品外壳键合要求；紧接着，将工装框架吊装至自动金丝键合机平台上并定位安装；再后来，根据键合工位，配装销控制升降推杆，在销控制升降推杆下端安装升降定位销，在管壳支架条配钻与升降定位销对应的定位孔；再往后，在工装框架上安装平台加热管，将架条吸附孔与真空泵/风泵连接。

喂料装置安装包括以下步骤；

步骤一一，首先，在自动金丝键合机上料工位一侧安装上料机架，在上料机架上水平安装横向推动气缸；然后，在上料机架安装横向导轨、上料竖直导向套、以及上料升降架；其次，在上料升降架上安装上料框底座与上料框侧架并形成U型结构，在上料升降架下端安装上料卡位立杆与上料竖直导向杆，其中，在上料竖直导向杆上安装上料辅助弹簧后，***到上料竖直导向套，在上料卡位立杆一侧有上料单向直角齿；再次，在上料机架安装上料卡位活动直角齿，其中上料卡位活动直角齿为直角三角形结构且斜边位于一直角边下方，另一直角边位于远离上料单向直角齿一侧，在上料卡位活动直角齿上下两端分布设置有上料卡位上挡块与上料单向定位块，将上料卡位活动直角齿与上料卡位上挡块通过上料卡位复位弹簧连接，在上料升降架上安装与上料单向定位块连接，并根据上料卡位活动直角齿摆动幅度调整上料单向定位块位置；紧接着，在横向推动气缸活塞杆穿过横向导轨后与横向联动架尾部连接，横向联动架下表面分布铰接联动铰接直角拨齿，在横向联动架与联动铰接直角拨齿之间连接有联动拨齿复位弹簧，横向联动架前端连接有横向驱动臂，横向驱动臂前端连接有在上料框底座与自动金丝键合机上料工位之间往复运动的上料机械头；

步骤一二，首先，在上料卡位立杆安装上料吸嘴升降驱动件；然后，在上料吸嘴升降驱动件下端安装上料负压吸嘴，并通过换向阀连接有与真空泵/风泵连通的上料吸嘴负压管路；

步骤一三，首先，在上料升降架上竖直设置有联动升降齿条，并在上料机架上设置有与联动升降齿条啮合的联动升降齿轮，在联动升降齿轮上同轴设置有联动驱动棘轮，并与联动拨齿复位弹簧对应；

步骤一四，在上料机械头上设置有薄膜拆卸装置；首先，在薄膜下驱动推杆中插装薄膜中心射流管路；然后，将薄膜下驱动推杆倒置在上料机械头上；其次，调整膜中空刺头出口下伸出长度；

步骤一五，在自动金丝键合机上料工位安装由机械手操作用于将塑封双列引脚产品外壳上的薄膜取出的薄膜勾手。

一种用于自动金丝键合机上的工装键合方法， 首先，将双列引脚产品外壳从喂料装置送至定位夹持装置上；然后，自动金丝键合机对定位夹持装置上的双列引脚产品外壳进行键合，并在键合之后，将双列引脚产品外壳进行输出。

作为上述技术方案的进一步改进：

其中，将双列引脚产品外壳从喂料装置送至定位夹持装置上包括以下步骤；

步骤二一，首先，将双列引脚产品外壳存放到上料框底座上；然后，启动上料吸嘴升降驱动件，上料负压吸嘴下降吸附双列引脚产品外壳后上升；其次，启动横向推动气缸，横向推动气缸沿着横向导轨驱动横向联动架；再次，横向联动架通过横向驱动臂驱动上料机械头来到自动金丝键合机上料工位，同时，联动铰接直角拨齿在接触到联动驱动棘轮后向后摆动，从而不驱动联动驱动棘轮旋转

步骤二二，上料负压吸嘴将双列引脚产品外壳送至定位夹持装置上；

步骤二三，上料机械头返回时候，联动铰接直角拨齿驱动联动驱动棘轮旋转，联动驱动棘轮通过联动升降齿轮驱动联动升降齿条上升，上料升降架带动上料框底座中的双列引脚产品外壳上升一个工位，等待被吸取；同时，利用上料辅助弹簧辅助提升，利用上料单向直角齿与上料卡位活动直角齿单向自锁；

步骤二四，当上料框底座控制后，回拉上料下降驱动件，使得单向定位块与上料卡位活动直角齿分离，在自重作用下，上料升降架在上料辅助弹簧缓冲下，下降复位。

当上表面存在薄膜时候，执行步骤二二A，首先，上料吸嘴升降驱动件驱动上料负压吸嘴下降将双列引脚产品外壳送至定位夹持装置上；然后，启动薄膜下驱动推杆，使得薄膜圆弧端与双列引脚产品外壳上表面压力接触并刺破薄膜；其次，启动薄膜中心射流管路，送入气体使得薄膜与双列引脚产品外壳之间分离；再次，上料负压吸嘴上行将薄膜撕开；紧接着，薄膜勾手将薄膜取走送至垃圾箱，同时上料负压吸嘴反向吹风；

当双列引脚产品外壳上表面不存在薄膜时候，执行步骤二二B，首先，上料吸嘴升降驱动件驱动上料负压吸嘴下降将双列引脚产品外壳送至定位夹持装置上；然后，上料负压吸嘴反向吹风松开后复位。

当定位夹持装置的管壳支架条承接送入的双列引脚产品外壳后，执行以下步骤；

首先，架条吸附孔吸附双列引脚产品外壳；然后，送架机械手通过送架U型托手将管壳支架条从进料工位送到键合工位，销控制升降推杆控制升降定位销***到定位孔中；其次，平台加热管加热双列引脚产品外壳到指定温度，并进行键合作业；再次，键合完毕后，出架机械手将管壳支架条输出。

上料负压吸嘴反向吹风松开后复位。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图。

图2是本发明部件一的结构示意图。

图3是本发明部件二的结构示意图。

图4是本发明局部一的结构示意图。

图5是本发明局部二的结构示意图。

图6是本发明局部三的结构示意图。

其中：301、工装框架；302、升降定位销；303、平台加热管；304、管壳支架条；305、双列引脚产品外壳；306、架条吸附孔；307、架条滑道；308、销控制升降推杆；309、送架通道；310、送架机械手；311、送架U型托手；312、出架通道；313、出架机械手；314、出架U型托手；315、上料机架；316、上料升降架；317、上料框底座；318、上料框侧架；319、上料竖直导向套；320、上料竖直导向杆；321、上料辅助弹簧；322、上料卡位立杆；323、上料单向直角齿；324、上料卡位活动直角齿；325、上料单向定位块；326、上料下降驱动件；327、上料卡位复位弹簧；328、上料卡位上挡块；329、联动升降齿条；330、联动升降齿轮；331、联动驱动棘轮；332、上料机械头；333、上料负压吸嘴；334、上料吸嘴升降驱动件；335、上料吸嘴负压管路；336、横向推动气缸；337、横向导轨；338、横向联动架；339、联动铰接直角拨齿；340、联动拨齿复位弹簧；341、横向驱动臂；342、薄膜拆卸装置；343、薄膜下驱动推杆；344、薄膜中空刺头；345、薄膜圆弧端；346、薄膜端头凹口；347、薄膜中心射流管路；348、薄膜勾手。

具体实施方式

如图1-6所示，本实施例的用于自动金丝键合机上的工装，包括用于在自动金丝键合机平台上对双列引脚产品外壳305定位与夹持的定位夹持装置；从而实现了定位与夹持，从而替代人工，加工精度高，通用性强。

定位夹持装置包括设置在自动金丝键合机平台上的工装框架301为支撑、纵向设置在工装框架301两侧的架条滑道307实现导向、两侧下端腿位于架条滑道307中且用于放置双列引脚产品外壳305的管壳支架条304作为胎具实现支撑工件、设置在管壳支架条304两端的定位孔、设置在工装框架301的键合工位的销控制升降推杆308、设置在销控制升降推杆308伸缩头下端且用于***到定位孔中的升降定位销302从而实现键合作业时候的定位、以及设置在管壳支架条304上且用于对双列引脚产品外壳305背面吸附的架条吸附孔306，实现辅助负压吸附，减少振动小。

架条滑道307与管壳支架条304采用T型键槽、或燕尾键轨道配合，从而实现导向。；

在工装框架301设置有用于对管壳支架条304下表面加热的平台加热管303。从而实现辅助加热。。

在工装框架301的进料工位处设置有延伸到键合工位的送架通道309；在送架通道309设置有送架机械手310，在送架机械手310上设置有用于托举管壳支架条304从进料工位到键合工位的送架U型托手311；

在工装框架301的出料工位处设置有延伸到键合工位的出架通道312；在出架通道312设置有出架机械手313，在出架机械手313上设置有用于托举管壳支架条304从键合工位到出料工位的出架U型托手314。从而实现了胎具的自动上料与自动下料，极大提高了自动性。

本实施例的用于自动金丝键合机上的工装，包括将双列引脚产品外壳305送至自动金丝键合机上的喂料装置；从而实现了给键合机自动上料。

喂料装置包括设置在自动金丝键合机上料工位一侧的上料机架315、升降设置在上料机架315上的上料升降架316可以通过气缸、螺杆、齿条等驱动升降，从而将工件上升一个工位，保证吸嘴快速吸取、设置在上料升降架316上的上料框底座317方便放置工件、设置在上料框底座317两侧的上料框侧架318实现侧向扶持、竖直设置在上料机架315下端的上料竖直导向套319从而实现升降导向、竖直设置在上料升降架316下端且在上料竖直导向套319中上下活动的上料竖直导向杆320实现导向作用、设置在上料竖直导向套319与上料竖直导向杆320之间的上料辅助弹簧321实现缓冲作用、竖直设置在上料升降架316下端的上料卡位立杆322、竖直分布在上料卡位立杆322侧壁上的上料单向直角齿323、其直角处铰接在上料机架315上且用于与上料单向直角齿323适配的上料卡位活动直角齿324、设置在上料卡位活动直角齿324竖直直角边一侧的上料单向定位块325、设置在上料卡位活动直角齿324水平直角边上方的上料卡位上挡块328；从而实现上升的时候防止自动下降与锁位，从而可以实现自动下降；317与上料框侧架318为U型结构，从而方便吸嘴动作。

上料单向直角齿323为直角三角形结构且斜边位于一直角边上方，另一直角边与上料卡位立杆322连接；

上料卡位活动直角齿324为直角三角形结构且斜边位于一直角边下方，另一直角边位于远离上料单向直角齿323一侧。也可以是其他可以实现单向止退的形状，例如弧形或月牙形。

在上料机架315上设置有水平导轨，在水平导轨上水平往复设置有上料下降驱动件326，上料下降驱动件326的活动端与上料单向定位块325连接；在上料卡位活动直角齿324水平直角边与上料卡位上挡块328之间设置有上料卡位复位弹簧327。起到缓冲作用。

在上料升降架316上竖直设置有联动升降齿条329从而实现升降驱动控制，在上料机架315上设置有与联动升降齿条329啮合的联动升降齿轮330，在联动升降齿轮330上同轴设置有联动驱动棘轮331；在联动驱动棘轮331上方设置有横向联动架338，在横向联动架338下端铰接有联动铰接直角拨齿339，在横向联动架338与联动铰接直角拨齿339之间连接有联动拨齿复位弹簧340，横向联动架338前端连接有横向驱动臂341，横向驱动臂341前端连接有在上料框底座317与自动金丝键合机上料工位之间往复运动的上料机械头332；从而实现一次动力两动作输出，结构合理，设计巧妙，简化传动链。

在上料机械头332上设置有上料吸嘴升降驱动件334，在上料吸嘴升降驱动件334下端连接有用于吸附双列引脚产品外壳305的上料负压吸嘴333，上料负压吸嘴333外接有与真空泵/风泵连通的上料吸嘴负压管路335；通过吸风实现吸附，通过出风实现放开。

在上料机架315上水平设置有横向推动气缸336与横向导轨337，横向推动气缸336的活塞杆穿过横向导轨337后与横向联动架338尾部连接。

当工件表面具有薄膜的时候，采用本装置。在上料机械头332上设置有薄膜拆卸装置342；

薄膜拆卸装置342包括倒置在上料机械头332上的薄膜下驱动推杆343实现向下运动、设置在薄膜下驱动推杆343下端的薄膜中空刺头344、以及设置在薄膜中空刺头344下端且用于薄膜拆卸装置342上表面接触且用于刺破薄膜的薄膜圆弧端345，从既可以刺破薄膜，又可以避免划伤工件。

在薄膜中空刺头344出口下端处设置有薄膜端头凹口346，从而方便高压气体从凹口进入到薄膜间隙中，从而实现进一步方便薄膜与工件的分离，在薄膜中空刺头344中设置有薄膜中心射流管路347用于输入气流，优选为高温离子气流，从而方便消除静电与表面张力，使得薄膜脱离，薄膜中心射流管路347上端穿过薄膜下驱动推杆343后与空压机/气泵连接，薄膜中心射流管路347喷射的气流通过薄膜端头凹口346注入到薄膜与双列引脚产品外壳305之间的间隙中；

在自动金丝键合机上料工位设置有由机械手操作用于将塑封双列引脚产品外壳305上的薄膜取出的薄膜勾手348。从而将分离后的薄膜取走。

本实施例的用于自动金丝键合机上的系统 ，包括自动金丝键合机、以及与自动金丝键合机配套的用于自动金丝键合机上的工装；

用于自动金丝键合机上的工装包括用于在自动金丝键合机平台上对双列引脚产品外壳305定位与夹持的定位夹持装置、以及将双列引脚产品外壳305送至定位夹持装置上料工位的喂料装置。从而实现了自动化生产。

本实施例的用于自动金丝键合机上的工装安装方法 ， 首先，安装在自动金丝键合机平台上安装定位夹持装置；然后，在自动金丝键合机上料工位一侧安装喂料装置；其次，将定位夹持装置与喂料装置进行工序衔接。

定位夹持装置安装包括以下步骤；

首先，在工装框架301上加工架条滑道307、送架通道309、以及出架通道312，在管壳支架条304上加工架条吸附孔306；然后，将送架机械手310与出架机械手313的手臂分别安装到各自对应的送架U型托手311与出架U型托手314；其次，将送架U型托手311与出架U型托手314分别放置到各自对应的送架通道309与出架通道312；再次，将管壳支架条304沿着架条滑道307送入到工装框架301上，在管壳支架条304的滑座侧壁配研，调整滑座侧壁与架条滑道307的装配精度满足双列引脚产品外壳305键合要求；紧接着，将工装框架301吊装至自动金丝键合机平台上并定位安装；再后来，根据键合工位，配装销控制升降推杆308，在销控制升降推杆308下端安装升降定位销302，在管壳支架条304配钻与升降定位销302对应的定位孔；再往后，在工装框架301上安装平台加热管303，将架条吸附孔306与真空泵/风泵连接。其安装简单，便于维修。

喂料装置安装包括以下步骤；

步骤一一，首先，在自动金丝键合机上料工位一侧安装上料机架315，在上料机架315上水平安装横向推动气缸336；然后，在上料机架315安装横向导轨337、上料竖直导向套319、以及上料升降架316；其次，在上料升降架316上安装上料框底座317与上料框侧架318并形成U型结构，在上料升降架316下端安装上料卡位立杆322与上料竖直导向杆320，其中，在上料竖直导向杆320上安装上料辅助弹簧321后，***到上料竖直导向套319，在上料卡位立杆322一侧有上料单向直角齿323；再次，在上料机架315安装上料卡位活动直角齿324，其中上料卡位活动直角齿324为直角三角形结构且斜边位于一直角边下方，另一直角边位于远离上料单向直角齿323一侧，在上料卡位活动直角齿324上下两端分布设置有上料卡位上挡块328与上料单向定位块325，将上料卡位活动直角齿324与上料卡位上挡块328通过上料卡位复位弹簧327连接，在上料升降架316上安装与上料单向定位块325连接，并根据上料卡位活动直角齿324摆动幅度调整上料单向定位块325位置；紧接着，在横向推动气缸336活塞杆穿过横向导轨337后与横向联动架338尾部连接，横向联动架338下表面分布铰接联动铰接直角拨齿339，在横向联动架338与联动铰接直角拨齿339之间连接有联动拨齿复位弹簧340，横向联动架338前端连接有横向驱动臂341，横向驱动臂341前端连接有在上料框底座317与自动金丝键合机上料工位之间往复运动的上料机械头332；

步骤一二，首先，在上料卡位立杆322安装上料吸嘴升降驱动件334；然后，在上料吸嘴升降驱动件334下端安装上料负压吸嘴333，并通过换向阀连接有与真空泵/风泵连通的上料吸嘴负压管路335；

步骤一三，首先，在上料升降架316上竖直设置有联动升降齿条329，并在上料机架315上设置有与联动升降齿条329啮合的联动升降齿轮330，在联动升降齿轮330上同轴设置有联动驱动棘轮331，并与联动拨齿复位弹簧340对应；

步骤一四，在上料机械头332上设置有薄膜拆卸装置342；首先，在薄膜下驱动推杆343中插装薄膜中心射流管路347；然后，将薄膜下驱动推杆343倒置在上料机械头332上；其次，调整膜中空刺头344出口下伸出长度；

步骤一五，在自动金丝键合机上料工位安装由机械手操作用于将塑封双列引脚产品外壳305上的薄膜取出的薄膜勾手348。

本实施例的用于自动金丝键合机上的工装键合方法， 首先，将双列引脚产品外壳305从喂料装置送至定位夹持装置上；然后，自动金丝键合机对定位夹持装置上的双列引脚产品外壳305进行键合，并在键合之后，将双列引脚产品外壳305进行输出。

其中，将双列引脚产品外壳305从喂料装置送至定位夹持装置上包括以下步骤；

步骤二一，首先，将双列引脚产品外壳305存放到上料框底座317上；然后，启动上料吸嘴升降驱动件334，上料负压吸嘴333下降吸附双列引脚产品外壳305后上升；其次，启动横向推动气缸336，横向推动气缸336沿着横向导轨337驱动横向联动架338；再次，横向联动架338通过横向驱动臂341驱动上料机械头332来到自动金丝键合机上料工位，同时，联动铰接直角拨齿339在接触到联动驱动棘轮331后向后摆动，从而不驱动联动驱动棘轮331旋转

步骤二二，上料负压吸嘴333将双列引脚产品外壳305送至定位夹持装置上；

步骤二三，上料机械头332返回时候，联动铰接直角拨齿339驱动联动驱动棘轮331旋转，联动驱动棘轮331通过联动升降齿轮330驱动联动升降齿条329上升，上料升降架316带动上料框底座317中的双列引脚产品外壳305上升一个工位，等待被吸取；同时，利用上料辅助弹簧321辅助提升，利用上料单向直角齿323与上料卡位活动直角齿324单向自锁；

步骤二四，当上料框底座317控制后，回拉上料下降驱动件326，使得单向定位块325与上料卡位活动直角齿324分离，在自重作用下，上料升降架316在上料辅助弹簧321缓冲下，下降复位。

当上表面存在薄膜时候，执行步骤二二A，首先，上料吸嘴升降驱动件334驱动上料负压吸嘴333下降将双列引脚产品外壳305送至定位夹持装置上；然后，启动薄膜下驱动推杆343，使得薄膜圆弧端345与双列引脚产品外壳305上表面压力接触并刺破薄膜；其次，启动薄膜中心射流管路347，送入气体使得薄膜与双列引脚产品外壳305之间分离；再次，上料负压吸嘴333上行将薄膜撕开；紧接着，薄膜勾手348将薄膜取走送至垃圾箱，同时上料负压吸嘴333反向吹风；

当双列引脚产品外壳305上表面不存在薄膜时候，执行步骤二二B，首先，上料吸嘴升降驱动件334驱动上料负压吸嘴333下降将双列引脚产品外壳305送至定位夹持装置上；然后，上料负压吸嘴333反向吹风松开后复位。

当定位夹持装置的管壳支架条304承接送入的双列引脚产品外壳305后，执行以下步骤；

首先，架条吸附孔306吸附双列引脚产品外壳305；然后，送架机械手310通过送架U型托手311将管壳支架条304从进料工位送到键合工位，销控制升降推杆308控制升降定位销302***到定位孔中；其次，平台加热管303加热双列引脚产品外壳305到指定温度，并进行键合作业；再次，键合完毕后，出架机械手313将管壳支架条304输出。

上料负压吸嘴333反向吹风松开后复位。

本发明实现了自动上料、自动定位、自动夹持，自动输出等多个步骤，替代了人工，提到了效率。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。