全自动LED键合机由精密机械结构、电气控制和图像识别及光电检测部件等组成,包括感知和控制外界信息的传感器(如:位置、速度、力、光、磁、热、气等)和执行器,充分表现出多学科前沿的高度综合和渗透。目前先进的LED键合机基本上被国外大公司所垄断,这成为我国半导体封装行业发展的一个瓶颈,如何开发出高性能的此类设备便成为国内研究开发的重点,其中机械系统由于机构复杂烦多,是开发此类设备的难点之一。而焊头系统又是整个机械系统最主要的组成系统之一,开发出高性能的焊头系统,很大程度上也就提高了整机的性能,因此需要进行焊头系统的开发、优化及相关方面的问题。本课题来自2005年广东省关键领域重点突破项目电子元器件专用设备关键技术的子项目:全自动LED键合机(TC058372-1)。本文以全自动LED键合机为研究对象,着重论述焊头系统。所研究开发的焊头系统,利用两个极限位互成90°的曲柄摇杆机构和端面偏心轮机构带动焊臂,达到了高速高精度的要求,同时采用滚动轴承等标准转动副代替直线运动副,大大减少了机械加工量,缩短零件的制造周期和降低生产成本,达到了精确平稳的要求,避免了像进口设备那样,精度依赖于直线运动副,且减轻了运动部件的质量。使用三维设计软件Pro/Engineer对焊头系统部件进行三维建模、虚拟装配和零件工程图纸的绘制,同时使用Pro/Engineer运动仿真模块Mechanism/Pro对焊头机构进行运动仿真,并对仿真结果进行分析。焊头系统的检测和精度控制是整机粘片质量好坏的关键,本文对焊头系统运动检测与精度控制进行了论述,提出了解决芯片漏失的光敏检测方法和通过实验得出提高芯片位置精度的方案,设计与开发了焊头系统逻辑控制。