震动抛光机

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2023-12-13 15:34:24

权利要求书： 1.震动抛光机，其特征在于，包括：主轴机构，包括夹头、轴体和主轴驱动单元，所述夹头与所述轴体连接，所述夹头用于固定劈刀，所述主轴驱动单元能驱动所述轴体自转；

振动机构，包括振动驱动单元，所述振动驱动单元能驱动所述轴体沿自身轴向振动；

研磨机构，包括研磨部，所述研磨部能伸入到劈刀的内孔中实施研磨，所述主轴驱动单元和所述振动驱动单元能同时工作，所述轴体能带动所述夹头和劈刀进行自转和轴向振动。

2.根据权利要求1所述的震动抛光机，其特征在于：所述主轴机构还包括筒体，所述筒体的内壁与所述轴体的外壁之间为间隙配合，所述筒体上设有若干气道，压缩空气能通过所述气道被注入到所述筒体与所述轴体之间。

3.根据权利要求1所述的震动抛光机，其特征在于：所述主轴机构还包括底座，所述主轴驱动单元为皮带轮机构，所述底座与所述轴体连接，所述主轴驱动单元能通过皮带驱动所述底座和所述轴体自转。

4.根据权利要求3所述的震动抛光机，其特征在于：所述振动机构还包括摇臂，所述摇臂的一端铰接在机架上，所述振动机构还包括凸轮，所述振动驱动单元能带动所述凸轮转动，所述凸轮与所述摇臂相互抵靠，所述凸轮能通过转动带动所述摇臂往复摆动，所述摇臂与所述底座相互抵靠，所述摇臂能通过摆动带动所述底座和所述轴体振动。

5.根据权利要求4所述的震动抛光机，其特征在于：所述摇臂上还设有第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮和第二滚轮与所述摇臂转动连接，所述第一滚轮与所述凸轮接触，所述第二滚轮与所述底座接触。

6.根据权利要求1所述的震动抛光机，其特征在于：所述研磨机构还包括夹持部和升降单元，所述夹持部能夹紧所述研磨部，所述升降单元能带动所述夹持部和所述研磨部移动。

7.根据权利要求1所述的震动抛光机，其特征在于：所述研磨部为钢丝。

8.根据权利要求1所述的震动抛光机，其特征在于：所述研磨部的形状是截面为圆形的长条状。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的震动抛光机，其特征在于：所述震动抛光机还包括摄像单元，所述摄像单元能通过图像采集来监测研磨部与劈刀之间的相对位置。

说明书：震动抛光机技术领域[0001] 本实用新型涉及研磨抛光设备，特别涉及震动抛光机。背景技术[0002] 劈刀是指微电子封装领域中的焊接劈刀。在微电子封装领域，集成电路芯片之间、集成电路芯片与外围电路之间通常采用引线键合实现电气互联。劈刀是引线键合的重要工

具，其性能决定了键合的质量、效率与经济性。劈刀包括本体、位于本体一端的焊嘴和沿本

体的纵轴和焊嘴延伸的内孔，劈刀内孔径对引线的质量有着很大的影响，不合适的内孔径

会导致线损伤甚至断线，但目前内孔的成型技术尚难以达到较高的精确度，通常采用先注

塑成型，再研磨抛光的形式以得到精确度高的劈刀内孔径。

[0003] 现有技术中，劈刀的内孔的抛光方式通常是将研磨工具涂上研磨膏，由操作人员人手操作研磨工具来对劈刀的内孔进行研磨，依据操作人员的观察和感受来判断研磨是否

完成，技术缺陷在于：研磨依靠人手操作，劳动强度较高，生产过程自动化程度低、生产效率

低，产品质量的可控性较差且一致性不易保证，不利于大规模高速生产。

实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种自动化程度较高、产品质量可控性较好震动抛光机。

[0005] 为解决上述技术问题所采用的技术方案：[0006] 震动抛光机，包括：[0007] 主轴机构，包括夹头、轴体和主轴驱动单元，夹头与轴体连接，夹头用于固定劈刀，主轴驱动单元能驱动轴体自转；

[0008] 振动机构，包括振动驱动单元，振动驱动单元能驱动轴体沿自身轴向振动；[0009] 研磨机构，包括研磨部，研磨部能伸入到劈刀的内孔中实施研磨，主轴驱动单元和振动驱动单元能同时工作，轴体能带动夹头和劈刀进行自转和轴向振动。

[0010] 上述震动抛光机至少具有以下有益效果：[0011] 主轴机构和振动机构能使轴体带动夹头和劈刀同时进行自转和轴向振动，使劈刀能相对研磨部同时进行自转和轴向振动，有利于提高劈刀内孔研磨的加工效率、加工质量

一致性、加工质量可控性和自动化程度。

[0012] 在一种可能的实施方式中，主轴机构还包括筒体，筒体的内壁与轴体的外壁之间为间隙配合，筒体上设有若干气道，压缩空气能通过气道被注入到筒体与轴体之间。压缩空

气能在筒体的内壁与轴体的外壁之间形成空气间隙，使轴体能在自转过程中实现自动对

中，从而使夹头和劈刀实现自动对中，能使劈刀内孔的研磨质量提高。

[0013] 在一种可能的实施方式中，主轴机构还包括底座，主轴驱动单元为皮带轮机构，底座与轴体连接，主轴驱动单元能通过皮带驱动底座和轴体自转。皮带轮机构使底座和轴体

能在自转的同时仍然具有轴向振动的能力。

[0014] 在一种可能的实施方式中，振动机构还包括摇臂，摇臂的一端铰接在机架上，振动机构还包括凸轮，振动驱动单元能带动凸轮转动，凸轮与摇臂相互抵靠，凸轮能通过转动带

动摇臂往复摆动，摇臂与底座相互抵靠，摇臂能通过摆动带动底座和轴体振动。摇臂的铰接

机构简单可靠，能将摇臂的摆动转化为底座和轴体的振动。

[0015] 在一种可能的实施方式中，摇臂上还设有第一滚轮和第二滚轮，第一滚轮和第二滚轮与摇臂转动连接，第一滚轮与凸轮接触，第二滚轮与底座接触。第一滚轮和第二滚轮能

降低摇臂的磨损，还能降低摩擦导致的能量损失，有利于提高系统效率。

[0016] 在一种可能的实施方式中，研磨机构还包括夹持部和升降单元，夹持部能夹紧研磨部，升降单元能带动夹持部和研磨部移动。夹持部使研磨部便于更换和调节位置，升降单

元使研磨部能实现位置调节和自动进给。

[0017] 在一种可能的实施方式中，研磨部为钢丝。研磨部选用钢丝，具有良好的柔韧性，有利于提高研磨质量。

[0018] 在一种可能的实施方式中，研磨部的形状是截面为圆形的长条状。研磨部的形状是截面为圆形的长条状，能适应内孔的形状，有利于提高研磨质量。

[0019] 在一种可能的实施方式中，震动抛光机还包括摄像单元，摄像单元能通过图像采集来监测研磨部与劈刀之间的相对位置。摄像单元能实时监测研磨部与劈刀之间的相对位

置，有利于提高成品合格率。

附图说明[0020] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0021] 图1为本实用新型实施例的结构示意图；[0022] 图2为本实用新型实施例的劈刀的布置方式示意图；[0023] 图3为本实用新型实施例的轴体的布置方式示意图；[0024] 图4为本实用新型实施例的摇臂的布置方式示意图；[0025] 附图标记：[0026] 劈刀1、内孔2、夹头3、轴体4、筒体5、气道6、底座7、主轴驱动单元8、摇臂9、第一滚轮10、第二滚轮11、凸轮12、振动驱动单元13、夹持部14、研磨部15、升降单元16、摄像单元

17、机架18。

具体实施方式[0027] 本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本

实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限

制。

[0028] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用

新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方

位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

[0029] 在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第

一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指

明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

[0030] 本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型

中的具体含义。

[0031] 参照图1至4，震动抛光机，包括：[0032] 主轴机构，包括夹头3、轴体4和主轴驱动单元8，夹头3与轴体4连接，夹头3用于固定劈刀1，主轴驱动单元8能驱动轴体4自转；

[0033] 振动机构，包括振动驱动单元13，振动驱动单元13能驱动轴体4沿自身轴向振动；[0034] 研磨机构，包括研磨部15，研磨部15能伸入到劈刀1的内孔2中实施研磨，主轴驱动单元8和振动驱动单元13能同时工作，轴体4能带动夹头3和劈刀1进行自转和轴向振动。

[0035] 上述震动抛光机至少具有以下有益效果：[0036] 主轴机构和振动机构能使轴体4带动夹头3和劈刀1同时进行自转和轴向振动，使劈刀1能相对研磨部15同时进行自转和轴向振动，有利于提高劈刀1内孔2研磨的加工效率、

加工质量一致性、加工质量可控性和自动化程度。

[0037] 关于夹头3，夹头3可选用但不限于弹性夹具，能为劈刀1提供夹持。夹头3固定在轴体4的一端。

[0038] 关于轴体4，轴体4为柱状。轴体4的一端与夹头3连接且轴体4的另一端设有底座7。[0039] 关于主轴驱动单元8，主轴驱动单元8可选用但不限于皮带轮机构。主轴驱动单元8通过皮带驱动底座7自转，从而带动轴体4自转。主轴驱动单元8还可以是气动马达驱动、电

机直接驱动或电机与齿轮组合驱动等。

[0040] 关于振动驱动单元13，振动驱动单元13可选用但不限于皮带轮机构。振动驱动单元13还包括凸轮12和摇臂9，摇臂9的一端铰接在机架18上，摇臂9与主轴机构的底座7相互

抵靠。皮带轮机构驱动凸轮12自转，凸轮12为偏心轮，凸轮12的外侧面与摇臂9相互抵靠。凸

轮12能通过转动带动摇臂9往复摆动，摇臂9能通过往复摆动来带动主轴机构的底座7振动，

底座7能带动主轴、夹头3和劈刀1振动。振动单元的频率是可调的，可调范围是0Hz至20Hz，

从而使轴体4的振动频率也能在0Hz至20Hz之间灵活调整。

[0041] 关于研磨机构，研磨机构包括夹持部14、研磨部15和升降单元16。夹持部14能夹持研磨部15。升降单元16能驱动夹持部14上下移动，从而驱动研磨部15上下移动。研磨部15需

要在研磨开始前伸入到劈刀1的内孔2中，还需要在研磨过程中向劈刀1的内孔2深处逐渐移

动，以上动作都由升降单元16来实现。

[0042] 关于劈刀1，主轴、夹头3和劈刀1的自转方向如图2所示的A方向，主轴、夹头3和劈刀1的振动方向如图2所示的B方向。

[0043] 关于摇臂9，摇臂9的摆动方向如图4所示的C方向。[0044] 关于夹持部14和研磨部15，夹持部14和研磨部15能沿图1所示的上下方向移动。[0045] 在一种可能的实施方式中，主轴机构还包括筒体5，筒体5的内壁与轴体4的外壁之间为间隙配合，筒体5上设有至少一个气道6，压缩空气能通过气道6被注入到筒体5与轴体4

之间。压缩空气能在筒体5的内壁与轴体4的外壁之间形成空气间隙，使轴体4能在自转过程

中实现自动对中，从而使夹头3和劈刀1实现自动对中，能使劈刀1内孔2的研磨质量提高。

[0046] 在一种可能的实施方式中，主轴机构还包括底座7，主轴驱动单元8为皮带轮机构，底座7与轴体4连接，主轴驱动单元8能通过皮带驱动底座7和轴体4自转。皮带轮机构使底座

7和轴体4能在自转的同时仍然具有轴向振动的能力。

[0047] 在一种可能的实施方式中，振动机构还包括摇臂9，摇臂9的一端铰接在机架18上，振动机构还包括凸轮12，振动驱动单元13能带动凸轮12转动，凸轮12与摇臂9相互抵靠，凸

轮12能通过转动带动摇臂9往复摆动，摇臂9与底座7相互抵靠，摇臂9能通过摆动带动底座7

和轴体4振动。摇臂9的铰接机构简单可靠，能将摇臂9的摆动转化为底座7和轴体4的振动。

[0048] 关于凸轮12，凸轮12是可更换的，通过选用偏心量不同的凸轮12，能调整轴体4的轴向振动频率。轴体4的轴向振动频率的可调范围在0mm至2mm之间。

[0049] 在一种可能的实施方式中，摇臂9上还设有第一滚轮10的第二滚轮11，第一滚轮10和第二滚轮11与摇臂9转动连接，第一滚轮10与凸轮12接触，第二滚轮11与底座7接触。第一

滚轮10和第二滚轮11能降低摇臂9的磨损，还能降低摩擦导致的能量损失，有利于提高系统

效率。

[0050] 关于第一滚轮10和第二滚轮11，第一滚轮10和第二滚轮11的位置是可调的，从而使轴体4的振动频率也是可调的。第一滚轮10和第二滚轮11是可更换的，通过选用尺寸不同

的滚轮，也能调节轴体4的振动频率。

[0051] 在一种可能的实施方式中，研磨机构还包括夹持部14和升降单元16，夹持部14能夹紧研磨部15，升降单元16能带动夹持部14和研磨部15移动。夹持部14使研磨部15便于更

换和调节位置，升降单元16使研磨部15能实现位置调节和自动进给。

[0052] 关于升降单元16，升降单元16可选用但不限于直线电机。[0053] 在一种可能的实施方式中，研磨部15为钢丝。研磨部15选用钢丝，具有良好的柔韧性，有利于提高研磨质量。钢丝的尺寸与劈刀的内孔的尺寸一致。例如，当劈刀的内孔的最

小直径为11微米时，钢丝的外径为11微米。

[0054] 关于研磨部15，研磨部15选用钢丝。研磨膏通过自动点入机构添加在每枚劈刀的尾部，钢丝从劈刀的尾部穿入劈刀的内孔，钢丝的端部会在沾有研磨膏的状态下穿入劈刀

的内孔，有利于提升研磨质量。

[0055] 在一种可能的实施方式中，研磨部15的形状是截面为圆形的长条状。研磨部15的形状是截面为圆形的长条状，能适应内孔2的形状，有利于提高研磨质量。

[0056] 关于研磨部15，研磨部15可选用柔性材质，且形状是截面为圆形的长条状。研磨部15可以是柔性金属丝，材质可选用但不限于铁合金、铬合金、锰合金。研磨部15还可以是非

金属材质，可选用但不限于碳纤材质或玻璃材质。

[0057] 在一种可能的实施方式中，震动抛光机还包括摄像单元17，摄像单元17能通过图像采集来监测研磨部15与劈刀1之间的相对位置。摄像单元17能实时监测研磨部15与劈刀1

之间的相对位置，有利于提高成品合格率。

[0058] 关于震动抛光机，配备自动上料和自动出料机构，能够实现整个抛光工作自动进行。安装本设备时，将各部分组装好后，调节主轴驱动单元8的转速来控制轴体4的转速；调

节振动驱动单元13的转速来控制轴体4振动的频率；调节摇臂9的第一滚轮10和第二滚轮11

的位置和凸轮12的偏心量来控制轴体4的振幅；调节摄像单元17的位置及焦距，使研磨部15

能清晰成像,判断研磨部15是否正确插入劈刀1的内孔2。完成之后就可以按生产工艺进行

生产作业。

[0059] 关于劈刀1的成品合格率的测试方法和合格标准：①检测1000只劈刀1的外表面是否破损，是否有划痕。合格标准：无破损，光滑无划痕。②内孔2的孔径的检测方法和合格标

准：用电子显微镜检测1000只研磨抛光好的劈刀1的内容尺寸，超过要求尺寸±0.5微米即

为不合格品，计算孔径合格率。③完成时间，测试1000只劈刀1完成研磨抛光的时间，采用计

时器测时间。

[0060] 关于摄像单元17，摄像单元17可选用但不限于摄像机、相机或摄像头。摄像单元17还包括芯筒定位装置，芯筒定位装置能提高摄像单元17、研磨部15和劈刀1之间定位的准确

性。摄像单元17与计算机连接，能实现图像的实时采集和监测。摄像单元17和计算机能监测

研磨部15是否正确导入劈刀1的内孔2，一旦监测到进入内孔2，则计算机会将程序转入适合

研磨的升降进给方式，控制升降单元16继续带动研磨部15进给，直至研磨部15的端部完全

穿过劈刀1的内孔2，通常在研磨部15穿出内孔2以外8±0.02mm时停止，则该枚劈刀1研磨完

成。每组实施例的测量的得到的孔径尺寸如下：

[0061] 表1实验组与对照组的生产参数[0062][0063] 实验组1至4采用本实施例的技术方案，对照组1至4采用现有技术中的技术方案。由上表可知，本实施例的技术方案的孔径合格率、产品合格率和完成时间都优于现有技术。

[0064] 上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗

旨的前提下作出各种变化。