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本文根据LED封装工序中的银浆涂覆和芯片置放工艺的要求,研究开发了垂直式LED全自动粘片机,设计了相关的机构,并采用虚拟样机技术对所设计机构进行了仿真分析。其中的设计方案具有一定的理论意义和实际应用价值。垂直式LED全自动粘片机主要由六大机构和两个控制模块组成,六大机构分别为:芯片拾放(焊头)机构、点银浆机构、刺晶(顶针)机构、引线框架传送机构、晶圆供送机构、光学镜筒及照明的安装调整机构;两个控制模块分别为:运动控制模块和图像识别模块。本论文主要完成以下几方面的工作:(1)芯片拾放机构(焊头)的设计设计了步进电机细分驱动、螺旋滚珠丝杆副传动的连杆机构来完成从取晶到固晶位置的运动;利用真空吸附和气压吹出的原理来完成芯片的吸取和置放的动作;利用光电检测的原理来完成固晶过程中的漏晶检测。该机构安装在步进电机驱动的XY工作台上,可以方便设定芯片的取晶、固晶位置,提高焊头的通用性。该机构具有高精度、高速度、通用的特点。(2)其它机构的设计包括晶圆供送机构、刺晶(顶针)机构、光学镜筒及照明的安装调整机构的设计。晶圆供送机构采用从串联的XY工作台悬臂伸出固定晶圆片的机构,该XY工作台采用步进电机驱动,螺旋滚珠丝杆副传动,并选择滚珠线性滑轨副完成承载和高精度导向。该机构具有快速响应、高精度、通用的特点。刺晶(顶针)机构采用小偏心距的偏心轮机构和精密的V型导轨副相结合的机构,由步进电机直接驱动。结构简单实用,能高速度、高精度地完成短距离的刺晶动作。另外还设计了光学镜筒及照明的安装调整机构。(3)利用机械系统动力学分析软件ADAMS对芯片拾放机构进行运动仿真,通过对机构真实环境和运动的虚拟,获得该机构运动的关键数据——焊头吸嘴的运动轨迹和芯片的取晶、固晶时的接触力,以此来判断该机构是否满足设计要求。本文综合运用CAD＼CAE集成环境,对垂直式LED全自动粘片机进行了较为系统的设计分析和研究。应用三维设计软件SolidWorks对样机进行了设计和虚拟装配;应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS对关键机构——焊头机构进行了仿真分析;加工装配了物理样机,并运用到企业实际生产中。本文解决问题的思想和方法对类似研究具有一定借鉴意义,对进一步研究开发更高性能的微电子封装设备打下了坚实的基础。