一种滚刷植球结构的制作方法

1.本发明属于bga植球技术领域，涉及一种滚刷植球结构。


背景技术：

2.在半导体行业中，对于csp、bga等封装芯片，如何大量、快速、高精度的植球，提高产量是行业中的一个难点。目前市场上植球机设备都是国外的，一般采用多轴机械手刷球、圆盘状毛刷刷球、点对点吸附治具植球。多轴机械手刷球，刷球动作复杂、成本高昂、刷球不均匀、植球效率低、良率低；圆盘状毛刷刷球，植球效率低、动作复杂；点对点吸附治具植球，治具需要针对不同产品单独制造，造成成本高、植球效率低、动作复杂、良率低。
3.因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种滚刷植球结构，通过结构改进，解决背景技术中提出的至少一个问题。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现：
6.一种滚刷植球结构，包括机架，所述机架上设有钢网；所述机架上设有可沿y轴、z轴方向移动的植球底板，所述植球底板的设有下方设有沿x轴方向放置的双滚刷植球机构，所述双滚刷植球机构位于钢网上方；所述植球底板上设有可沿x轴方向移动的植球送料机构；所述双滚刷植球机构上具有两个反向转动的滚筒，两个所述滚筒平行间隙分布并在其上均轴向分布有若干条毛刷；当植球底板下移后，所述毛刷与钢网充分接触；所述植球送料机构的落料口位于两个滚筒的间隙处。
7.进一步来说，所述机架上分别设置有第一伺服电机驱动的丝杆组件a和直线滑轨a；所述丝杆组件a和直线滑轨a分别位于钢网的两侧；所述丝杆组件a的丝杆螺母与一气缸承接件a相连，所述直线滑轨a上设有第一滑块，所述第一滑块与气缸承接件b相连；所述气缸承接件a上设有垂直设置的无杆气缸a，所述气缸承接件b上设有垂直设置的无杆气缸b；所述植球底板的两端分别与无杆气缸a的滑块a、无杆气缸b的滑块b固定相连。
8.进一步来说，所述气缸承接件a和气缸承接件b之间设有第一衔接杆相连；所述第一衔接杆上方设有沿x轴方向分布的滑杆，所述滑杆的两端通过支撑件固定在第一衔接杆上；所述滑杆上滑动设有线套。
9.进一步来说，所述双滚刷植球机构包括滚刷外壳，两个所述滚筒设置在所述滚刷外壳内；所述滚刷外壳上设有齿轮组件，两个所述滚筒的一端均与所述齿轮组件相连；其中一个滚筒的一端延伸至滚刷外壳外部并与滚刷电机组件相连；所述滚刷外壳的上端具有与两个滚筒间隙对应的下料口，所述滚刷外壳的下端开口。
10.进一步来说，植球底板上固定设有上下气缸，滚刷电机组件包括第三伺服电机，该第三伺服电机通过支撑结构与上下气缸活塞相连。该第三伺服电机的驱动轴上设有皮带轮、在滚筒一端设有皮带轮，两个皮带轮之间采用同步带相连，进而第三伺服电机能驱动滚
筒转动。当上下气缸处于上位时，同步带张紧，第三伺服电机能驱动滚筒转动；当上下气缸处于下位时，同步带松开，此时可以把滚筒套件(滚刷外壳及其相连部件)轻松拿下，实现人性化的管理。
11.进一步来说，所述毛刷的两端均向内侧倾斜弯曲，所述下料口在水平面上的投影落入所述毛刷覆盖的范围内。所述毛刷采用碳纤维或导电纤维制成的毛刷。采用上述材料制成的毛刷具有防静电效果，不会造成粘球。
12.进一步来说，所述齿轮组件包括固定在两个滚筒上的第一齿轮、第二齿轮，所述滚刷外壳上设有与第一齿轮啮合传动的第三齿轮，所述滚刷外壳上设有与第二齿轮啮合传动的第四齿轮，所述第三齿轮、第四齿轮之间啮合传动。
13.进一步来说，所述植球底板与滚刷外壳之间通过快速夹具相连。
14.进一步来说，所述植球送料机构包括第二伺服电机驱动的丝杆组件b，所述丝杆组件b的丝杆螺母与送料承接件相连；所述送料承接件上固定设有送料载台；所述送料载台上设有球罐，所述球罐内设有漏孔，所述球罐内设有打开/关闭漏孔的阀门，所述送料载台上设有推动阀门开关的阀门气缸；所述送料载台下方设有落球管道，所述落球管道用于承接从球罐漏孔下落的球体；所述落球管道的下端出口为落料口。
15.进一步来说，所述送料载台上设有敲击球罐的震动气缸；所述送料载台上设有落球检测传感器。
16.进一步来说，所述球罐包括球罐身，所述球罐身上端设有球罐盖，所述球罐盖上设有通气孔；所述球罐身的下端设有球罐底座，所述球罐底座下端设有封板；所述漏孔在球罐底座上形成上漏孔、在封板上形成下漏孔；所述阀门设置在封板与球罐底座之间，所述封板或球罐底座上设有转轴，所述阀门设置在所述转轴上，所述阀门与球罐底座分别与一弹簧的两端连接；所述阀门的一端在常态下位于上漏孔、下漏孔之间并阻断上漏孔、下漏孔连通。
17.采用上述技术方案，具有以下有益效果：通过采用双滚筒结构植球，双气缸下压滚筒，使毛刷与钢网充分接触；通过上下气缸能快速的将滚筒套件更换，通过伺服组件实现y轴方向传动和x轴方向供料，能快速稳定的对钢网进行植球操作，植球效率高、良率高、动作简单、成本低。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
19.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
20.图1为本发明提供的立体结构示意图。
21.图2为本发明提供的z轴传动机构立体结构示意图。
22.图3为本发明提供的植球底板立体结构示意图。
23.图4为本发明提供的双滚刷植球机构立体结构示意图。
24.图5为本发明提供的滚刷外壳内滚筒分布结构示意图。
25.图6为本发明提供的滚刷外壳上齿轮组件示意图。
26.图7为本发明提供的植球底板、双滚刷植球机构、植球送料机构组装的主视示意图。
27.图8为本发明提供的植球送料机构立体结构示意图。
28.图9为本发明提供的沿送料载台和球罐的半剖立体结构示意图。
29.图10为本发明提供的球罐爆炸示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
31.实施例
32.参见图1-图2所示，一种滚刷植球结构，包括机架1，机架1上设有钢网2。机架1上设有y轴传动机构，该y轴传动机构包括第一伺服电机301驱动的丝杆组件a302和直线滑轨a303；丝杆组件a302和直线滑轨a303分别位于钢网2的两侧。丝杆组件a302和直线滑轨a303之间设置有z轴传动机构4，该z轴传动机构4包括气缸承接件a401和气缸承接件b402，气缸承接件a401安装在丝杆组件a302的丝杆螺母上，气缸承接件b402安装在直线滑轨a303的滑块(第一滑块)上。气缸承接件a401上设有垂直设置的无杆气缸a403，气缸承接件b402上设有垂直设置的无杆气缸b404；植球底板5的两端分别与无杆气缸a403的滑块a、无杆气缸b404的滑块b固定相连。上述无杆气缸a403、无杆气缸b404组成双气缸传动结构。
33.本实施例中在丝杆组件a302外围设置有梁架304，在气缸承接件a401和梁架304之间设有拖链305，辅助y轴传动。
34.本实施例中在气缸承接件a401和气缸承接件b402之间设有第一衔接杆405相连，使气缸承接件a401、气缸承接件b402和第一衔接杆405组成一整体，保障y轴传动过程中的稳定性。
35.本实施例中的植球底板5如图3所示，其中间位置处设有开口501。
36.植球底板5的设有下方设有沿x轴方向放置的双滚刷植球机构6，双滚刷植球机构6位于钢网2上方。如图4-图6所示，双滚刷植球机构6包括滚刷外壳601，两个滚筒602、603设置在滚刷外壳601内。上述两个滚筒602、603反向转动，两个滚筒602、603平行间隙分布并在其上均轴向分布有若干条毛刷612。采用双滚筒毛刷结构，植球效率高。
37.滚刷外壳601上设有齿轮组件，两个滚筒602、603的一端均与齿轮组件相连。其中一个滚筒602的一端延伸至滚刷外壳601外部并与滚刷电机组件相连；植球底板5上固定设有上下气缸615。上述滚刷电机组件包括第三伺服电机604，该第三伺服电机604通过支撑结构与上下气缸615活塞相连。该第三伺服电机604的驱动轴上设有皮带轮605、在滚筒602一端设有皮带轮606，皮带轮605与皮带轮606之间采用同步带相连，进而第三伺服电机604能驱动滚筒602、603转动。当上下气缸615处于上位时，同步带张紧；当上下气缸615处于下位
时，同步带松开，此时可以把滚筒套件(滚刷外壳601及其相连部件)轻松拿下，实现人性化的管理。上述滚刷电机组件的驱动源除了采用第三伺服电机伺服控制方式，同样也适用于其它结构，如步进、调速马达等。
38.滚刷外壳601的上端具有下料口607，该下料口607与植球底板5上的开口501上下对应。下料口607与两个滚筒602、603之间的间隙对应。滚刷外壳601的下端开口，使部分滚筒602、603裸露在滚刷外壳601外部。
39.本实施例中的齿轮组件包括固定在两个滚筒602、603上的第一齿轮608、第二齿轮609，滚刷外壳601上设有与第一齿轮608啮合传动的第三齿轮610，滚刷外壳601上设有第二齿轮609啮合传动的第四齿轮611，第三齿轮610、第四齿轮611之间啮合传动。通过四个相互啮合的齿轮传动，实现滚筒602、603反向转动。滚筒602、603除了采用齿轮反向传动外，同样也适用于其他结构，如双马达分别带动滚筒等。
40.本实施例中在滚筒602、603上均轴向分布有若干条毛刷612，毛刷612的两端均向内侧倾斜弯曲，将锡球向中间聚拢。下料口607在水平面上的投影落入毛刷612覆盖的范围内。滚筒602、603上的毛刷的数量可以为3条、4条、5条、6条等，根据滚筒的实际面积而定。
41.进一步来说，毛刷612采用碳纤维或导电纤维制成的，采用上述材料制成的毛刷具有防静电效果，不会造成粘球。
42.本实施例中在滚筒602、603表面分布有若干组径向分布的毛刷定位孔613，毛刷定位孔613全域覆盖滚筒表面，毛刷612上具有嵌入至上述毛刷定位孔613的端部。
43.本实施例中的毛刷定位孔613具有一定的分布规律，大体可以分为两类，一类为单组毛刷定位孔，另一类为双组毛刷定位孔。其中双组毛刷定位孔等距分布在滚筒602、603的中部区域，在滚筒602、603的两端设置有单组毛刷定位孔。其中：两组单组毛刷定位孔轴向上位置对齐；多组双组毛刷定位孔轴向上位置对齐；但单组毛刷定位孔和双组毛刷定位孔轴向上位置错位分布，从而使得安装在其上的毛刷612两端形成向内侧倾斜弯曲，实现对锡球向中间聚拢操作。当植球底板5下移后，毛刷612与钢网2充分接触。
44.本实施例中植球底板5与滚刷外壳601之间通过快速夹具502、503、614相连，实现两者的可拆卸连接。
45.植球底板5上设有可沿x轴方向移动的植球送料机构7。结合图7、图8所示，包括第二伺服电机701驱动的丝杆组件b702，丝杆组件b702的丝杆螺母与送料承接件703相连，送料承接件703上固定设有送料载台704，送料载台704上设有球罐705。结合图9、图10所示，球罐705采用球罐盖7051、球罐身7052、球罐底座7053、封板7054组装而成，其中球罐盖7051、球罐身7052之间采用螺纹接口连接方式固定，球罐身7052与球罐底座7053之间采用螺纹接口连接方式固定，球罐底座7053与封板7054之间采用螺丝7056连接固定(当然上述的螺纹连接也可以采用卡扣连接，能够实现两者之间相互固定并易于拆装即可)。通过上述结构设计，球罐盖7051、球罐身7052、球罐底座7053之间可以手拧拆卸，不需要借助任何工具；同时锡球加料更方便，打开球罐盖7051即可实现。
46.本实施例中球罐盖7051上设有通气孔70511，通过通气孔70511对球罐705内通氮气，保护球罐705内的锡球不会被氧化。
47.本实施例中的球罐身7052采用透明塑料材质制成，如亚克力材料制成。现场工作人员透过球罐身7052看见罐内锡球情况。当发现锡球数量不够时，可及时打开球罐盖7051
对罐内进行加料。
48.本实施例中漏孔在球罐底座7053上形成上漏孔70531、在封板24上形成下漏孔70541，其中上漏孔70531居中设置在球罐底座7053上，球罐底座7053的上端面呈中间低、边缘高的锥形结构，在球罐底座7053的上端面形成向内凹陷的坡面，引导锡球落入上漏孔70531内。在球罐底座7053的下端具有阀门腔70532，阀门腔70532的一端与外部导通，阀门腔70532的上端与上漏孔70531导通、下端与下漏孔70541导通。阀门7055设置在阀门腔70532内，送料载台704上设有阀门气缸706，阀门气缸706能推动阀门7055一端，用以打开/关闭漏孔。
49.本实施例中的阀门7055具有复位功能，具体如下：在封板7054上设有转轴70542(当然转轴也可以设置在球罐底座7053上)，阀门7055上具有定位孔，能插入转轴70542内，使阀门7055顺着转轴70542转动。在阀门腔70532内还设有弹簧7057，弹簧7057的一端固定连接阀门7055、另一端固定连接在球罐底座7053上。阀门7055的一端在常态下位于上漏孔70531、下漏孔70541之间并阻断上漏孔70531、下漏孔70541连通(上述常态是指：阀门7055未受到其它外力作用，如阀门气缸706没有推动阀门7055)。阀门7055在阀门气缸706推动下会偏移，使上漏孔70531、下漏孔70541之间导通，锡球可从上漏孔70531向下并落入下漏孔70541内。当阀门气缸706回位后，阀门7055在弹簧7057的作用下会重新阻断上漏孔70531、下漏孔70541的连通。
50.本实施例中送料载台704的上端设有内嵌槽7042，导流腔7041位于该内嵌槽7042内。封板7054放置在内嵌槽7042上。在封板7054上具有定位端，通过螺丝可将封板7054固定在送料载台704上(封板7054的固定不限于螺丝固定，也可以采用快速夹具固定、卡扣固定等)。导流腔7041位于球罐705底部漏孔的正下方，承接从球罐705内下落的球体。在送料载台704下方设有落球管道709，导流腔7041与落球管道709上下对应，落球管道709用于承接从球罐705漏孔(导流腔7041)下落的球体，该落球管道709的下端出口为落料口。
51.本实施例中在送料载台704上设有敲击球罐705的震动气缸707，该震动气缸707敲击的位置位于球罐底座7053上。通过敲击来震散上漏孔70531处的球体，便于球体下落。
52.本实施例中在送料载台704上设有落球检测传感器708。落球检测传感器708的感应端指向导流腔上方的上漏孔70531。当锡球从上漏孔70531下落时，落球检测传感器708触发感应，检测到球下落；落球检测传感器708与后台服务器相连，实时了解落球情况。
53.本实施例中的球罐705可单个使用，也可以两个、三个、四个球罐一起联合使用，根据实际的需求而定。球罐705内的物品除了锡球外，也适用于其它的不透明物体，如金球、铝球、沙子等。当其与水平移动模组搭配使用时，可以实现线性区域均匀补球。
54.本实施例为了避免滚刷植球结构在x轴传动过程中出现绕线，在第一衔接杆405上方设有沿x轴方向分布的滑杆406，滑杆406的两端通过支撑件固定在第一衔接杆405上；滑杆406上滑动设有线套407，通气气管绑定线套407，与送料载台704同步沿着x轴方向移动，避免绕线。
55.本发明通过采用双滚筒结构植球，双气缸下压滚筒，使毛刷与钢网充分接触；通过上下气缸能快速的将滚筒套件更换，通过伺服组件实现y轴方向传动和x轴方向供料，能快速稳定的对钢网进行植球操作，植球效率高、良率高、动作简单、成本低。
56.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施
方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种滚刷植球结构，包括机架，所述机架上设有钢网；其特征在于：所述机架上设有可沿y轴、z轴方向移动的植球底板，所述植球底板的设有下方设有沿x轴方向放置的双滚刷植球机构，所述双滚刷植球机构位于钢网上方；所述植球底板上设有可沿x轴方向移动的植球送料机构；所述双滚刷植球机构上具有两个反向转动的滚筒，两个所述滚筒平行间隙分布并在其上均轴向分布有若干条毛刷；当植球底板下移后，所述毛刷与钢网充分接触；所述植球送料机构的落料口位于两个滚筒的间隙处。2.根据权利要求1所述的滚刷植球结构，其特征在于：所述机架上分别设置有第一伺服电机驱动的丝杆组件a和直线滑轨a；所述丝杆组件a和直线滑轨a分别位于钢网的两侧；所述丝杆组件a的丝杆螺母与一气缸承接件a相连，所述直线滑轨a上设有第一滑块，所述第一滑块与气缸承接件b相连；所述气缸承接件a上设有垂直设置的无杆气缸a，所述气缸承接件b上设有垂直设置的无杆气缸b；所述植球底板的两端分别与无杆气缸a的滑块a、无杆气缸b的滑块b固定相连。3.根据权利要求2所述的滚刷植球结构，其特征在于：所述气缸承接件a和气缸承接件b之间设有第一衔接杆相连；所述第一衔接杆上方设有沿x轴方向分布的滑杆，所述滑杆的两端通过支撑件固定在第一衔接杆上；所述滑杆上滑动设有线套。4.根据权利要求1所述的滚刷植球结构，其特征在于：所述双滚刷植球机构包括滚刷外壳，两个所述滚筒设置在所述滚刷外壳内；所述滚刷外壳上设有齿轮组件，两个所述滚筒的一端均与所述齿轮组件相连；其中一个滚筒的一端延伸至滚刷外壳外部并与滚刷电机组件相连；所述滚刷外壳的上端具有与两个滚筒间隙对应的下料口，所述滚刷外壳的下端开口。5.根据权利要求4所述的滚刷植球结构，其特征在于：所述毛刷的两端均向内侧倾斜弯曲，所述下料口在水平面上的投影落入所述毛刷覆盖的范围内。6.根据权利要求5所述的滚刷植球结构，其特征在于：所述齿轮组件包括固定在两个滚筒上的第一齿轮、第二齿轮，所述滚刷外壳上设有与第一齿轮啮合传动的第三齿轮，所述滚刷外壳上设有与第二齿轮啮合传动的第四齿轮，所述第三齿轮、第四齿轮之间啮合传动。7.根据权利要求4至6中任一项所述的滚刷植球结构，其特征在于：所述植球底板与滚刷外壳之间通过快速夹具相连。8.根据权利要求1所述的滚刷植球结构，其特征在于：所述植球送料机构包括第二伺服电机驱动的丝杆组件b，所述丝杆组件b的丝杆螺母与送料承接件相连；所述送料承接件上固定设有送料载台；所述送料载台上设有球罐，所述球罐内设有漏孔，所述球罐内设有打开/关闭漏孔的阀门，所述送料载台上设有推动阀门开关的阀门气缸；所述送料载台下方设有落球管道，所述落球管道用于承接从球罐漏孔下落的球体；所述落球管道的下端出口为落料口。9.根据权利要求8所述的滚刷植球结构，其特征在于：所述送料载台上设有敲击球罐的震动气缸；所述送料载台上设有落球检测传感器。10.根据权利要求8所述的滚刷植球结构，其特征在于：所述球罐包括球罐身，所述球罐身上端设有球罐盖，所述球罐盖上设有通气孔；所述球罐身的下端设有球罐底座，所述球罐底座下端设有封板；所述漏孔在球罐底座上形成上漏孔、在封板上形成下漏孔；所述阀门设置在封板与球罐底座之间，所述封板或球罐底座上设有转轴，所述阀门设置在所述转轴上，所述阀门与球罐底座分别与一弹簧的两端连接；所述阀门的一端在常态下位于上漏孔、下
漏孔之间并阻断上漏孔、下漏孔连通。

技术总结
本发明公开了一种滚刷植球结构，包括机架，机架上设有钢网；机架上设有可沿Y轴、Z轴方向移动的植球底板，植球底板的设有下方设有沿X轴方向放置的双滚刷植球机构，双滚刷植球机构位于钢网上方；植球底板上设有可沿X轴方向移动的植球送料机构；双滚刷植球机构上具有两个反向转动的滚筒，两个所述滚筒平行间隙分布并在其上均轴向分布有若干条毛刷；当植球底板下移后，毛刷与钢网充分接触；植球送料机构的落料口位于两个滚筒的间隙处。通过采用双滚筒结构植球，双气缸下压滚筒，使毛刷与钢网充分接触；通过伺服组件实现Y轴方向传动和X轴方向供料，能快速稳定的对钢网进行植球操作，植球效率高、良率高、动作简单、成本低。成本低。成本低。


技术研发人员：闵康 姚秋林
受保护的技术使用者：苏州思铂创半导体科技有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/6