CN101160651B - 用于移动以矩形结构排列的电子元件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在扁平搬运器上放置以矩形结构排列的电子元件的方法和设备，包括拾取大量的以矩阵结构排列的元件；以及将元件放置在扁平搬运器上，其中，在元件被拾取之后首先放置在安置台上，接着放置在安置台上的元件在被放置到扁平搬运器之前被再次拾取。这应用于半导体的制造中，如需要在不同的处理站处理并且在这些处理站之间传输。然而，处理站经常需要传输批量的电子元件，这些电子元件以矩形机构排列，在进一步传输时，数量不准确且间距或方向不准确。本发明使元件的数量，间距或方向通过将电子元件组在两个步骤内放置来改变。

Description

用于移动以矩形结构排列的电子元件的方法和设备 

技术领域

本发明涉及一种在扁平搬运器上放置以矩阵结构排列的电子元件的方法，包括将大量的以矩阵结构排列的电子元件拾起以及将元件放置在扁平搬运器的步骤。 

本发明还涉及一种将以矩阵结构排列的电子元件放置在扁平搬运器的设备，其中该设备包括传送台，安置机构和至少一个输送件，在该传送台放置以矩阵结构排列的元件，该安置机构用于安置上面放置有产品的扁平搬运器，该输送件用于从传送台上拾取以矩阵结构排列的大量的元件并且将元件放置。 

背景技术

该方法通常但不唯一应用在半导体的制造中。在它们的制造中，半导体需要接受在不同的处理站进行的不同的处理。半导体必须在这些处理站之间传输。标准化的扁平搬运器在制造位置常常用于这个目的。然而，处理站通常需要传送以矩形结构的批量的电子元件，它们具有正确的间距或者正确的方向，但是数量不准确。 

电子元件放置的扁平搬运器通常是由扁平板形成，其中，这些板然后可以滑进可移动的盒子内。 

然而，扁平搬运器也可以由传送带形成，该传送带从一个处理站向下一个处理站输送电子元件。传动带在输送过程中实现运载的功能。该种传送带在放置电子元件的过程中一般处于静止，因此采用“搬运器”这个术语认为是合理的。因而，该种传送带被认为落在术语“扁平搬运器”的范围内。 

发明内容

本发明的目的是提供一种设备，利用该设备，电子元件组(特别是不唯一是半导体产品)的数量、间距或方向可以被改变。 

该目的是通过这个方法实现，首先在元件拾取后将元件放置在安置台上，随后在将元件放置在扁平搬运器之前，将放置在安置台上的元件重新拾取，并且在第一传输操作过程中，在第一方向改变第一电子元件之间的相互距离，以及在第二传输操作过程中，在第二方向改变电子元件之间的相互距离。 

类似地，该目的是通过一种设备来实现，该设备包括安置台，并且至少一个输送件适于从传送台向安置台传输元件，并且适于从安置台向放置在安置机构上的扁平搬运器传输元件。 

电子元件组分两个步骤进行移动，形成了改变不同特性的可能性，例如改变元件的数量，它们的间距或方向。 

为了改变元件之间的间距，在第一传输操作过程中，在第一方向改变第一电子元件之间的相互距离，以及在第二传输操作过程中，在第二方向改变电子元件之间的相互距离。为了这个目的，至少一个输送件适于改变在第一方向元件之间的相互距离，以及至少一个输送件适于改变在垂直于所述第一方向延伸的第二方向元件之间的相互距离。 

根据第一实施例，在元件停留在安置台期间，可以视觉检测到至少一种品质的元件。为了这个目的，设置视觉检测装置检测出现在安置台上的元件。该实施例提供了用于确定可能有差异的不同元件组，例如在组内有缺的少元件，或者不符合视觉检测质量标准的元件。可能确定的差异然后在第二个传输操作中被纠正。 

这个视觉检测装置，优选地包括放置在安置台的上面的摄像头，其中安置台被打孔，且照明装置设置在安置台的下侧。这很简单但是可以有效地检测电子元件组的质量。 

由于一般需要改变元件组的多个特性，有利的是将这些改变分在两个传送步骤中完成。第一选择提供的方法是，在元件的至少一个传输操作期间，改变至少它们的相对位置。 

一个可能改变的特性是改变元件之间的间距。产生的结果是在第一传输操作期间，在第一方向上元件之间的相互距离被改变，以及在第一方向上，至少一个输送件用于改变元件间的相互距离。 

为了改变在它们方向上的间距，在第二个传输过程内，元件之间 的相互距离在第二方向被改变。为了这个目的，至少一个输送件适于在垂直于第一方向延伸的第二方向改变元件之间的相互距离。 

为了正确放置在搬运器上，元件组优选在至少一个传输操作期间被旋转。输送件优选设置有接合件，用于这个目的，该接合件被设置在相互平行延伸的支撑座上，并且该支撑座在要改变的元件之间距离的方向上是可移动的。 

除了元件组的间距和方向之外，每组或每批元件的数量可与需要在搬运器上传输的元件数量不同。为了这个目的，本发明提供的方法，使在第一传输操作中传输的元件数量与在第二传输操作中传输的元件数量不同。这里安置台起到缓冲器的作用；在第一和第二传输操作中传输的元件数量之间的差量留在安置台上的后面，并且这些留下的元件在随后的第二传输操作内被传输。 

当在第二传输操作内从安置台上除去的元件数量小于在第一传输操作中放置在安置台的元件的数量时，差值留在安置台的后面。至少一些留下的元件在随后的第二传输操作过程中连同插入在第一传输操作期间设置的一些元件一起被去除。重复这个过程，直到足够的元件收集在安置台上，以实现两个连续的第二传输操作，而不用插入第一传输操作。然而，也可能，在第二传输操作过程除去的元件数量比在第一传输操作过程能够传送的元件数量大。然后，在第二传输操作可以被执行之前，必须首先执行两个第一传输操作。 

为了控制该方法，元件的存在优选是在元件的视觉检测期间被检测到，并且当确定元件存在后，缺少部分在随后的传输操作中被纠正。该方法不仅应用于上面的情形，即供给到安置台的元件数量不同于除去的元件数量，而且也应用于以下情形，即由于在制造过程产生误差而使得元件丢失或者由于不合格而被除去。 

为了过程的控制管理，推荐的是，在元件的视觉检测过程将元件计数。这个功能可以容易地整合到检查安置台上的元件是否存在的过程。 

构造输送件可以多种可能性，使得接合件在单个方向可移动。本发明发现下面的结构能够形成有效并且相对简单的方案，其中至少一个外部载运件(carrying element)可以由驱动件驱动，该驱动件位 于缩回位置和延伸位置之间，其它载运件通过销和孔连接来连接到外部载运件。 

对于本发明的应用，载运件的位置只需要在拾取过程和放下的过程中被限定。这提供了应用只有这些要求被满足的结构的选择。满足这个要求的一种结构是，在缩回位置载运件相互接触，并且在延伸位置每个载运件与一个挡块接触。 

上面的结构需要驱动外部载运件或者载运件。当外部载运件通过连杆连接到可驱动旋转的曲柄或者圆盘时，产生了特别地简单的驱动方法。 

当每个搬运器都机械地连接到可驱动旋转的圆盘的边沿时，可以获得替换上面阐述的结构。这种结构要求更高的结构标准，特别是在边沿的精度的方面，但是其优点是结构可以非常小，这是很重要的，特别是当根据本发明的设备必须适合于小的产品、并且可用的空间非常小的时候，这尤其重要。 

上面提到的通过改变搬运器的间距来改变元件的间距的功能仅仅涉及一维空间。为了能够在二维空间改变间距，如果至少一个输送件在水平轴上被悬起用于旋转，这更有吸引力。 

当设备仅需要处理中等流速率的元件时，优选使用能够适于将元件传输到安置台以及从安置台传输出的单个输送件。上面提到的输送件的旋转功能在这里很关键；输送件总共能够交替地在两个方向改变间距。然而，同样可以使用两个输送件，即每一个件对应两个路径中的其中一个。 

与输送件的数量无关，推荐的是，至少一个输送件在水平方向可以由线性电动机驱动。线性电动机与简单结构结合，具有提供极其精确的可控性的优点。然而，并不排除其它类型的驱动装置。 

从前述清楚地知道，输送件通常必须传输不同数量的元件。当至少一个输送件适于传输可控数量的元件时，更具有吸引力。 

为了控制和优化整个过程，本发明设备优选设置控制装置，并且该控制装置优选地连接到视觉检测装置并且连接到输送件，用于控制要传输的产品的数量。 

附图说明

下面基于在下图所示的非限制性示例性实施例，阐述本发明。其中： 

图1示出了根据本发明设备的示意透视图； 

图2是根据本发明的输送件的示意细节透视图； 

图3是输送件的上部的横截面图； 

图4是输送件的第一实施例的下部透视图； 

图5是根据第二实施例的输送件的透视图；以及 

图6是显示在图5中的输送件的内部透视图。 

具体实施方式

图1显示的设备整体表示为1，且适合用于将已经经过处理的电子元件2(例如半导体产品)传输到搬运器3。本发明设备设置有传送台4，在该传送台上，前一操作用来传递以矩形图案排列的元件。该设备进一步包括安置台5和放置搬运器3的搬运器台6。搬运器台6在水平和竖直方向可移动，以能够将装载的搬运器放置到搬运器车架7内。该搬运器车架7在电子元件的制造中通常用于传输放置在搬运器3上的元件2。 

本发明设备设置有线性电动机8，该电动机在长度方向延伸并且其上安装有两个输送件9A、9B。线性电动机进一步设置有导向器，用于引导输送件的水平运动并且支承输送件。左手的输送件9A用于从传送台4向安置台5传输元件，右手的输送件9B用于从安置台5向搬运器3传输元件。然而，也可以利用单个输送件实现两个功能。 

在安置台5上面设置一个摄像头10，是用于检测在安置台5上存在的元件。在安置台5的下面设置有光源，用于照亮在下侧的元件，从而提高通过摄像头检测到的图像的对比度，并且有助于检测到元件2的存在。 

图2中显示了输送件的整体。输送件9包括上部11，该上部通过支承座12连接到车架13，该车架13可以通过线性电动机8沿着线性电动机和相连的导向器移动。下部14设置在输送件9的上部11的下面。在本实施例内，下部14在垂直轴上相对上部11可旋转。输送 件的下部14设置有长载运件15的阵列，该载运件的每一个设置有设置在它们的下侧的接合件阵列(图中未显示)。长的载运件15可横向于它们的纵向方向移动，用于改变在单个方向接合件之间的距离。 

图3显示了输送件的上部11的横截面图。上部11包括外壳17，其内设置有两个轴承18。具有中心轴20的空衬套19可旋转地安装在轴承18内。输送件的下部14安装在衬套19上，用于在竖直方向运动。围绕中心轴20设置的是环形活塞21，输送件的下部固定到环形活塞上。因此，设置在环形活塞21上面的是容室22，该容室连接到可控压缩气体源，并且控制输送件下部14的高度。电动机(未显示)设置在外壳17的外部，用于驱动中心轴20旋转，并且由此驱动输送件的下部。最后，设置多个用于压缩空气的连接件，以能够在输送件的下部控制多个功能。 

图4显示第一示例性实施例的输送件的下部14。下部14包括框架，只有该框架的两壁25A和25B显示在图中，该两壁的框架连接到中心轴20。气动旋转驱动装置26设置在框架上，用于驱动圆盘27旋转。在圆盘27设置有多个曲形槽28。该驱动装置优选地适于气动地驱动，但是不排除使用其它类型的驱动。 

每个壁25A和25B适于引导载运件15和设置在上面的接合件16。在每个载运件15上设置有销29，该销29延伸穿过槽28中的一个。由于圆盘27和销29之间的连接以及槽28的设计，在圆盘27的旋转过程中，载运件15在极限位置和缩回位置之间被驱动，在该极限位置，载运件15定位在彼此远离的位置，在缩回位置，载运件15定位在彼此靠近的位置。这里需要指出的是，接合件16由气动供能启动。因此，输送件的下部也包括多个气动连接件，用于控制接合件。 

图5和6显示的是载运件的实施例，其中，载运件15以交替的方式被驱动。外部载运件15A、15B的每一个通过连杆31A、31B分别连接到可驱动旋转的圆盘32，或者可以通过曲柄形成的圆盘。如前面的实施例，这里用于旋转的圆盘32优选是连接到气动驱动的电机26。外部载运件通过圆盘32的旋转移动。外部载运件15每个分别连接到在移动方向延伸的杆33A、33B。这些杆每个通过销孔连接来连接到在相同的方向可驱动的载运件15。由此，这些剩余的载运件15 在外部搬运件15A、15B移动过程中共同运动。由于在直接驱动的载运件15A和15B之间的连接是仅通过摩擦控制的连接，在极限位置需要挡块，从而确定间接驱动的载运件15的结束位置。这里，需要指出的是，间接驱动的载运件15的位置并不是在运动过程中被精确地确定。在结束位置时载运件15靠的最近，与此同时该结束位置被限定，载运件15只能彼此反方向移动。 

在另一个极限位置，其中载运件15进一步互相远离，通过开口35形成挡块，该开口设置在输送件下部的侧壁34中，并且设置有阶梯轮廓。这些具有开口35的壁显示在图5中。每一个间接被驱动的载运件15的结束位置通过开口35的相应台阶36限定。 

上面描述的设备适合用于拾取从处理机器来的电子元件，例如以确定形式传送的半导体元件，用于以改进的方式排列元件，检查元件的存在和质量，以及将元件放置在搬运器上用于进一步传输。为了这个目的，由处理机器放置在传送台2上的元件4被第一输送件9A拾取，并且放置在安置台5上。这里元件之间的间距可以在第一方向改变，并且元件组可以旋转。 

一旦它们被放置在安置台5上，元件被摄像头10监视其存在以及可选择地监视质量。然后元件被第二输送件9B拾取并且放置在搬运器3上。在这个移动过程中，元件之间的间距也可以改变，优选是在间距初始改变方向的横断方向上。也可以使整个电子组发生旋转。 

将元件放置在安置台5上提供的进一步选择是，，在安置台的后面留下大量的元件，这时，由处理机器放置在传送台上的元件数量不等于放置在搬运器上的数量。 

明显的是，在不脱离本发明的前提下，可以对这里显示的各种结构进行各种改变。 

Claims (21)

1.一种用于在扁平搬运器上放置以矩阵结构排列的电子元件的方法，包括以下的步骤：

拾取大量的以矩阵结构排列的元件；以及

将元件放置在扁平搬运器上，

其特征在于，首先在第一传输操作过程中：元件被拾取之后，将元件放置在安置台上，接着在第二传输操作过程中将放置在安置台上的元件放置到扁平搬运器之前，将元件再次地拾取，并且在所述第一传输操作过程中，在第一方向上改变元件之间的相互距离，以及在所述第二传输操作过程中，在第二方向上改变元件之间的相互距离，所述第二方向垂直于所述第一方向。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在元件停留在安置台上期间，视觉检测到至少一种品质的电子元件。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在至少一个传输过程中，电子元件被旋转。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一传输操作中传输的元件数量与在第二传输操作过程中传输的元件数量不同。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在第一和第二传输操作中传输的元件数量的差量剩余在安置台上，并且至少一些剩余的元件也在随后的第二传输操作中被传输。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在元件的视觉检测过程中检测元件是否存在，当检测到元件缺少时，则在随后的传输操作过程中纠正该缺少部分。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在元件的视觉检测过程中，将元件进行计数。

8.用于在扁平搬运器上放置以矩阵结构排列的电子元件的设备，包括：

传送台，其上放置有以矩阵结构排列的元件；

安置机构，用于安置其上放置有元件的扁平搬运器；

至少一个输送件，用于从传送台拾取和放置以矩阵结构排列的大量的元件， 

其特征在于，所述设备进一步包括安置台，并且至少一个输送件适于从传送台向安置台传输元件，并且从安置台向放置在安置机构上的扁平搬运器传输元件。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，设置有视觉检测装置，用于检测安置台上元件的存在。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述视觉检测装置包括设置在安置台上面的摄像头，并且安置台被穿孔，在安置台的下面设置有照明装置。

11.如权利要求8、9或10所述的设备，其特征在于，至少一个输送件适于在第一方向改变元件之间的相互距离。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，至少一个输送件适于在垂直于第一方向延伸的第二方向改变元件之间的相互距离。

13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述输送件设置有接合件，该接合件设置在相互平行延伸的支承座上，并且支承座在元件之间的距离要被改变的方向上可移动。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述输送件的下部设置有载运件列阵，外部载运件通过销和孔连接其他载运件；至少一个外部载运件在缩回位置和延伸位置之间由驱动件驱动，在所述缩回位置，载运件相互接触，在所述延伸位置，每一个载运件与挡块接触。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，外部载运件通过连杆连接到可驱动旋转的曲柄。

16.如权利要求13所述的设备，其特征在于，每一个载运件机械连接到可驱动旋转的圆盘的边沿。

17.如权利要求8、9或10所述的设备，其特征在于，至少一个输送件被悬起，用于在水平轴旋转。

18.如权利要求8、9或10所述的设备，其特征在于，所述设备只包括单个输送件，该输送件适于将产品传输到安置台，以及适于从安置台传输出元件。

19.如权利要求8、9或10所述的设备，其特征在于，至少一个输送件由线性电动机在水平方向驱动。 

20.如权利要求8、9或10所述的设备，其特征在于，至少一个 输送件适于传输可控数量的元件。

21.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述设备包括控制装置，并且该控制装置连接到视觉检测装置和输送件，用于控制要传输的元件的数量。

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