CN1078342A - 集成电路芯片存送器、该芯片取出位置定位装置及该芯片的供给系统 - Google Patents

集成电路芯片存送器、该芯片取出位置定位装置及该芯片的供给系统 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是为了在带引线框架的芯片加工 工序中，省却用于每批芯片的运送、存放、定位的夹 具。
本发明的装有叠置芯片的芯片盒4，插入盒体空 间35并被夹持在中心位置。移动台9受伺服马达 驱动而移动。升降机构60的升降构件67，从下部把 芯片盒4内的芯片以1片芯片厚度为单位顶上来。 设在盒体空间35上方的对中装置70，在宽度方向和 长度方向对芯片进行对中定位。

Description

本发明涉及集成电路芯片（以下简称芯片）存送器、芯片取出位置的定位装置及芯片的供给系统。更具体地说，本发明中的芯片存送器是一种供带引线框架的成串芯片用的存送器;芯片取出位置定位装置是一种在从该存送器中取出芯片后，对任何形状尽寸芯片的运送线路或加工中心位置进行定位的装置，这种定位操作是为下一工序做准备的;而芯片供给系统是由上述存送器和定位装置组合而成。
现有技术中，集成电路芯片经各种制造工序完成后，对于使用引线框架的芯片来说，大致还有以下加工工序：粘贴到引线框架上即芯片接合、芯片与引线框架间配线即引线接合、为保护芯片用塑料等覆盖即贴塑料模、至外罩上作标记、对引线框架进行弯曲或切断等的冲压加工。
上述这些加工依次在各工序中进行，在每个工序中设置的加工装置内对芯片定位后，施行所需的加工。不同规格的芯片，其引线框架及包装的尺寸、形状亦各不相同。为了连续地进行上述各加工工序，必须在运送过程中或在加工装置内，将加工中的芯片定位在所需位置上。因此，只能使用与该芯片的尺寸、规格相符的各加工装置。
为了使加工装置通用于各种规格的芯片，采用了装有叠置芯片的芯片盒、容纳芯片盒的存放器、运送用夹具、组装用夹具等。但是，由于芯片种类不同，其引线框架和包装的形状、尺寸等的规格各异。因此，需要根据芯片种类的数量，予先准备适用于每种芯片的芯片盒、运送用夹具、组装用夹具等。另外，如果在制造过程中，芯片批号有变化，还要按照每钟批号的芯片更换上述各夹具，增加了工序的处理时间。
本发明是基于上述现有技术而作出的，其目的在于提供一种供带引线框架的芯片用的存送器、芯片取出位置的定位装置及芯片供给系统，以便在带引线框架芯片的制造过程中，减少定位操作的时间。
本发明的另一目的是提供一种无须改造现有加工装置便能方便地使用的芯片供给或运送的芯片存送器、芯片取出位置的定位装置及芯片供给系统。
为了实现上述目的，本发明有下述构造。
芯片存送器由以下部件构成：
在框架上移动的移动台，
驱动上述移动台、使之定位在框架上所需位置的移动台驱动设备，
载置在上述移动台上、用于装若于片迭置芯片的芯片盒，
用于夹住并握持上述芯片盒的多个第1垂直板和第2垂直板，
用于使上述多个第1垂直板相互连接的第1连接装置，
用于使上述多个第2垂直板相互连接的第2连接装置，
用于使上述第1连接装置与第2连接装置作相对移动的相对移动驱动装置。
上述的相对移动驱动装置，可采用齿条和小齿轮。
芯片取出位置定位装置由以下部件构成：
框架，
在上述框架上平行设置的至少2根丝杠，
在上述丝杠上形成的、互为反向的一对螺纹，
至少4个与上述螺纹啮合的螺母，
至少连接2个上述螺母的、互相平行设置的对中板，
固定在上述各丝杠上以便与该丝杠连动旋转的皮带轮，
连接上述两皮带轮的皮带，
设在上述其中一根丝杠上、使上述丝杠旋转的驱动装置。
芯片供给系统由芯片存送器和芯片取出位置定位装置构成，其中的芯片存送器由以下部件构成：
在第1框架上移动的移动台，
用于驱动上述移动台、使之定位于上述框架上所需位置的移动台驱动设备，
载置在上述移动台上、用于装多个叠置芯片的芯片盒，
用于夹住并握持上述芯片盒的多个第1垂直板和第2垂真板，
用于使上述多个第1垂直板相互连接的第1连接装置，
用于使上述多个第2垂直板相互连接的第2连接装置，
用于使上述第1连接装置与第2连接装置作相对移动的相对移动驱动装置。
其中的芯片取出位置定位装置由以下部件构成：
设置在上述第1框架上的第2框架，
至少2个平行地设置在上述第2框架上的丝杠，
在上述各丝杠上形成的、互为反向的一对螺纹，
至少4个与上述螺纹啮合的螺母，
至少连接2个上述螺母的、互相平行设置的对中板，
固定在上述各丝杠上以便与该丝杠连动旋转的皮带轮，
连接上述两皮带轮的皮带，
设在上述其中一根丝杠上、使上述丝杆旋转的驱动装置。
由前工序加工终于的芯片2，叠置在芯片盒4内被运送过来。芯片盒4从存送器1的盒体空间35前方插入并定位之后，开动交流伺服马达21，移动台9就在框架6上移动。当移动台9上盒体空间35内的芯片盒4位于升降机构60的升降部件67上方时，移动台停止移动。
然后，使螺杆61旋转，升降部件67从叠置的芯片2下端往上顶升一块芯片的厚度。由于该升降部件67的向上移动。使得芯片2进入设在盒体空间35上部的对中装置70内。这时，芯片2在宽度（横）方向的位置由对中板78a、78b对中，同时，其长度（纵）方向的位置也由对中板88a、88b定位。纵横向位置定好之后，由运送器（图未示）将芯片2从对中装置70上方送到下一工序。
以下，参照附图说明本发明的实施例。
图1是从存送器正面看的箱体立体图。
图2是表示带引线框架的芯片平面图。
图3是芯片盒立体图。
图4是存送器局部剖切的右侧面图。
图5是从图1中V方向看的第2垂直板局部剖视图。
图6是图5的平面图。
图7是图5的左侧面图。
图8是对中装置上部剖切的正面平面图。
图9是图8的平面图。
图10是图8的右侧面图。
图11是沿图8中X1-X1线剖切的剖面图。
图1是表示带引线框架的芯片存送器1概要的箱体立体图。如图2所示，在本实施例中，芯片2以5连式连接在引线框架3上的状态，从前一工序中送过来。芯片2以多层叠置在芯片盒4的状态通过手动或自动方式装到存送器1上（见图3）。芯片盒4的侧面、底及上方是敞开的，如后所述，芯片2被升降部件67（见图1、4）从芯片盒4底部顶上来，因此可以从芯片盒4的上方逐块取出芯片2。
芯片2的形状、尺寸因其种类不同而各不相同，所以要予先准备各种不同尺寸的芯片盒4。芯片盒4被夹持在存送器1内，用后述的机构，可以逐枚从芯片盒4上部取出芯片2。
以下介绍存送器1。图4是将存送器1前部局部剖开的右侧面图。在存送器1的框架6上，设置着由直钢棒做的导向杆7和平面导向面8，该导向面8有上下平行的导向面。在导向杆7和平面导向面8的上方，设置着移动台9。在移动台9的前方下面，设置着滚动轴承10，该滚动轴承10在导向杆7上移动。在移动台9的后方下面，用焊接等方法固定着由垂直板做成的支承构件11的上端。
在支承构件11的下端，设置着2个滚动辊轮12、12，该滚动辊轮12、12夹着平面导向面8的两个上下平行的导向面而移动。因此，移动台9自由移动地被设置在导向杆7、平面导向面8上。在移动台9的前面下部，设置着与移动台9成整体的垂直壁-前面壁13。
在移动台9的下面，固定着滚珠螺母（图未示）。在该滚珠螺母内，旋入着螺杆-进给丝杆16（见图1）。进给丝杆16的两端，通过两个轴承17、17，可旋转地支承在框架6上。在进给丝杆16的一端，固定着同步皮带轮18，在同步皮带轮18上套设着同步皮带19，而该同步皮带19又套着同步皮带轮20。该同步皮带轮20与交流伺服马达21相连并由其驱动。因此，根据控制装置（图未示）的指令，移动台9被交流伺服马达21驱动，在导向杆7和平面导向面8上移动，并定位在所需的任意位置上。
在移动台9上，相互对置并留有间隔地设置3块第1垂直板22和3块第2垂直板23。第1垂直板22与第2垂直板23之间的空间是3个容纳芯片盒4的盒体空间35。3块第1垂直板22通过第1上部连接板24和第1下部连接板25而相互连接，因此，3块第1垂直板22是相互连动地移动。
在第1下部连接板25的上部，固定着第1齿条26。同样地，3块第2垂直板23也通过第2连接板27而相互连接。因此，3块第2垂直板也是相互连动地移动。在第2连接板27的下部，固定着第2齿条28。小齿轮29同时与第1齿条26及第2齿条28啮合着。
在小齿轮29上，设置着与轴31同轴的旋钮30（见图4）。轴31的前端，通过轴承32，旋转自如地支承在移动台9的前面壁13上。因此，当转动旋钮30时，小齿轮29就旋转，使得第1齿条26和第2齿条28同时朝相反方向移动相同距离。由于该第1齿条26和第2齿条28的移动，使得3块第1垂直板和第2垂直板平行地同时相互靠近或相互背离。
在第1垂直板22与第2垂直板23之间，形成盒体空间35。在图示例中，有3个盒体空间35（见图1）。芯片盒4在盒体空间35内，被两个相对设置的、固定盒体用的爪49、46夹持住。该芯片盒4被夹持在盒体空间35的进深（即前后）和开间（即宽度方向）两个方向的中心位置处。如前所述，芯片盒4的宽度和长度因芯片2的形状不同而有所不同。
为了适合任何尺寸的芯片盒4，盒体空间35的宽度（开间）和长度（进深）是可以调节的。用由上述第1齿条26、第2齿条28和小齿轮29构成的连动机构进行盒体空间35的宽度方向定位。设定了连动机构后，用锁紧螺钉14将盒体空间35的宽度调节成与芯片盒4一致的宽度并固定之。锁紧螺钉14用于使上部连接板24和第2连接板27相互夹紧固定。盒体空间35进深方向的定位，用下述的盒体夹卡持机构40进行。
图5是从图1中V方向看的、表示第2垂直板23的局部剖面图。图6是沿图5中Ⅵ-Ⅵ线剖切的剖面图。图7是图5的左侧面图。在第1垂直板22内的上下处，设置着2根平行的螺杆-丝杠41a、41b。在丝杠41a、41b上，以其长度方向的中间为界，分别刻设着右螺纹和左螺纹。在丝杠41a的一端，连接着旋钮42，用手转动该旋钮42，即可使丝杠41a转动。
在丝杠41a、41b的另一端，固定着同步皮带轮43a、43b。该2个同步皮带轮43a、43b之间，套设着同步皮带44。在丝杠41a、41b的右螺纹、左螺纹上，分别旋入着4个螺母45a、45b、45c和45d。在2个螺母45a、45c，固定着L形的第1卡持爪46。在另2个螺母45b、45d上，固定着第2卡持爪47。
第2卡持爪47能以轴48为中心旋转（见图6），并且在弹簧的推压下，总是压向盒体空间35的方向。在第2卡持爪47的上部，设置着以轴50为中心自由旋转的推压板49。推压板49在弹簧的作用下，朝着第2垂直板23的方向推压第2卡持爪47。
因此，当抵抗弹簧力推动推压板49时，推压板49就以轴50为中心摆动。推压板49推压第2卡持爪47，第2卡持爪47以轴48为中心转动，因而，芯片盒4可以推压第2卡47而插入（箭头方向）。芯片盒4卡在第1卡持爪46与第2卡持爪47之间，所以一旦插入便不能取出。将芯片盒4从盒体空间35正面插入，就是利用该功能。结果，芯片盒4就定位在盒体空间35的前后（进深）方向中间位置上。
图7是图5的左侧面图。在第1垂直板22与第2垂直板23之间的后方，第3垂直板50设置在移动台9上。在第3垂直板50上，平行地设置着4根水平向的导向杆51a、51b、51c及51d。在导向杆51a、51b、51c及51d上，分别通过轴承插入着可自由移动的移动构件52a、52b、52c及52d。
用小螺钉将移动部件52a、52d的一端分别固定在第1垂直板22上，因此，第1垂直板22与移动部件52a、52d整体移动。用小螺钉将移动部件52b、52c的一端分别固定到第2垂直板23上，因此，第2垂直板23与移动部件52b、52c整体移动。
2个可旋转的连杆55a、55b分别安装在第3垂直板50的轴54a、54b上。连杆55a、55b的两端有U形沟槽，销53a、53b、53c和53d插入该沟槽内。因此，当连杆55a、55b移动时，带动第1垂直板22和第2垂直板23，使它们平行地相互接近或相互背离。
图1和图4中表示出了芯片升降机构60。叠置在芯片盒4内的芯片2，从上部被运送装置逐块取出并移送至下一工序。这时，就需要从芯片盒4的最下部将芯片2往上顶，以便取出芯片。芯片升降机构60就是用来把叠置的芯片2从下部往上推的装置。在存送器1一角的框架6上，通过轴承62、62在着垂直方向设置可转动的螺杆61。在螺杆61的下端，固定着同步皮带轮63。该同步皮带轮63上套设着由伺服马达（图未示）驱动的同步皮带64。在螺杆61上旋入滚珠螺母65。
在滚珠螺母65上，成整体地固定着臂66。在臂66的前端，成整体地设置着升降部件67。升降部件67从芯片盒4的最下面，以一块芯片的厚度为单位，把芯片2顶到上面。
在右端的盒体空间35上部，设置着对中装置70。该对中装置70对从芯片盒4上部顶出来的芯片2进行定位和对中，为移送到下一工序做准备。
图8是对中装置局部剖视正面图。图9是图8的平面图。图10是图8的左侧面图。图11是沿图8中沿X1-X1线剖切的剖面图。在矩形框架71的上部，平行设置着2根可旋转的丝杠72a、72b（见图9）。
在丝杠72a、72b上，以中间为界分别刻制着右螺纹和左螺纹。在丝杆72b的一端，连接着旋钮73;另一端固定着同步皮带轮74。在同步皮带轮74上，套设着同步皮带75。
同步皮带75又套着同步皮带轮76，同步皮带轮76固定在丝杆72a的一端。因此，丝杆72a和丝杠72b连动地向同一方向转动。在丝杠72a、72b的右螺纹和左螺纹上，分别旋入着螺母77a、77b、77c和77d。在螺母77a和螺母77c上，整体地连接着L形的对中板78a。同样，在螺母77b和螺母77d上，也连接着L形的对中板78b。对中板78a、78b的侧面79a、79b与芯片2的引线框架3两侧面部份接触，用来对芯片2进行定位。
因此，当转动旋钮73时，丝杠72b就旋转，该旋转通过同步皮带轮74、同步皮带75和同步皮带轮76传递到丝杠72a，使丝杠72a亦旋转。由于丝杠72a、72b的旋转，使得螺母77a、77b、77c和77d移动，而带动对中板78a和78b，使它们相对于对中装置70的中心线作拍互接近或相互背离的运动。这样，芯片2就总是保持在对中装置70的中心位置上。
以上所述的是使一串IC芯片2的宽度方向对中的机构。在对中装置70的下部，设置着与此同样原理的长度（进深）方向定位及对中机构。图11是沿图8的X1-X1线剖开的平面图。在框架71的下部，平行设置着2根可旋转的丝杠82a、82b。
在丝杠82a、82b上，以其中间为界，分别刻置着右螺纹和左螺纹。在丝杠82b的一端，固定着旋钮83，另一端固定着同步皮带轮84。在同步皮带轮84上，套设着同步皮带85。
同步皮带85又套着同步皮带轮86，同步皮带轮86同定在丝杠82a的一端，因此，丝杠82a和丝杠82b连动地向同一步向转动。在丝杠82a、82b的右螺纹和左螺纹上，分别旋入着螺母87a、87b、87c和87d。在螺母87a和螺母87d上，连接着L形的对中板88a。同样，在螺母87b和螺母87c上，连接着L形的对中板88b。对中板88a、88b的侧面89a、89b与芯片2的引线框架3侧面部分接触，用来对芯片2进行定位。
因此，当转动旋钮83时，丝杆82b就旋转，与前述同样地，该旋转最终使得对中板88a、88b相对于中心线相互接近或相互背离。这样，芯片2至长度（进深）方向得以定位和对中。如以上所述，对于纵横向各种不同长度的矩形引线框架3，只要转动旋钮73、83，就可以设定其中心位置。此外，被加工物的中心位置经常保持不变。即宽度、长度方向都定位在中心位置，移送到下一工序后，下一工序的处理就更为方便了。
下面介绍本发明装置的动作过程。
前一工序加工终了的芯片2，装在与芯片2同尺寸的芯片盒4内被送过来。将该芯片盒4从存送器1的盒体空间35前面插入。为了适用于任何尺寸的芯片盒4，盒体空间35的宽度和长度是可调节的，盒体空间35的宽度方向（开间）的定位，由上述第1齿条26、第2齿条28和小齿轮组成的连动机构进行。
宽度设定后，用锁紧螺钉14将盒体空间35的宽度固定住。锁紧螺钉14用于使上部连接板24和第2连接板27相互紧固。盒体空间35进深方向的定位，由上述盒体卡持机构40进行。盒体4一边推压推压爪49一边从盒体空间35的前方插入。盒体4的前端卡持在第1垂直板22的固定卡持爪46与第2卡持爪47之间。
然后，开动交流伺服马达21，驱动同步皮带轮20、同步皮带19和同步皮带轮18，使进给丝杆16旋转。该进给丝杆16的旋转，使得移动台9在导向杆7和平面导向面8上移动。当移动台9上调节好的盒体空间35位于升降机构60的升降部件67上时，移动台停止移动。
接着，螺杆61被伺服马达（图未示）驱动旋转，升降部件67向上方仅推升起一片芯片2的厚度。由于该升降部件67的向上移动，使得配置在盒体空间35上部内的芯片2中，只有一块芯片2进入对中装置70内。这时，宽度方向的位置由对中板78a、78b定位对中，同时长度方向中心位置由对中板88a、88b定位对中。位置定好后，由运送器（图未示）将芯片2从对中装置70的上方移送到下一工序。
当一个盒体空间35内的芯片2用完时，升降构件67回到原来的位置。再次开动交流伺服马达21，使移动台移动，将下一个盒体空间35送到对中装置70的下部，重复上述动作。
如上所述，本发明可高效率地对尺寸、形状不同的芯片进行定位、对中、存放及运送，因此不必要按照每批芯片准备运送夹具，组装夹具等，具有显著效果。

Claims (4)

1、一种芯片存送器，由以下部件构成：
在框架上移动的移动台，
驱动上述移动台、使之定位在框架上所需位置的移动台驱动设备，
载置在上述移动台上、用于装若干叠置芯片的芯片盒，
用于夹住并握持上述芯片盒的若干第1垂直板和第2垂直板，
用于使上述若干第1垂直板相互连接的第1连接装置，
用于使上述若干第2垂直板相互连接的第2连接装置，
用于使上述第1连接装置与第2连接装置作相对移动的相对移动驱动装置。
2、如权利要求1所述的芯片存送器，其特征在于，其中的相对移动驱动装置由齿条和小齿轮组成。
3、一种芯片取出位置的定位装置，由以下部件构成：
框架，
在上述框架上平行设置的至少2根丝杠，
形成在上述丝杠上的、互为反向的一对螺纹段，
至少4个与上述螺纹啮合的螺母，
连接至少2个上述螺母间的、互相平行设置的对中板，
固定在上述各丝杠上、使该丝杠连动旋转的皮带轮，
连接上述两皮带轮的皮带，
设在上述其中一根丝杠上、使上述丝杠旋转的驱动装置。
4、一种芯片供给系统，由芯片存送器和芯片取出位置定位装置构成，其中的芯片存送器由以下部件构成：
在第1框架上移动的移动台，
用于驱动上述移动台、使之位于上述框架上所需位置的移动台驱动设备，
载置在上述移动台上、用于装若干叠置芯片的芯片盒，
用于夹住并握持上述芯片盒的若干第1垂直板和第2垂直板，
用于使上述若干第1垂直板相互连接的第1连接装置，
用于使上述若干第2垂直板相互连接的第2连接装置，
用于使上述第1连接装置与第2连接装置作相对移动的相对移动驱动装置。
其中的芯片取出位置定位装置由以下部件构成：
设在上述第1框架上的第2框架，
平行设置在上述框架上的至少2根丝杠，
形成在上述丝杠上的、互为反向的一对螺纹段，
至少4个与上述螺纹啮合的螺母，
连接至少2个上述螺母间的、互相平行设置的对中板，
固定在上述各丝杠上、使该丝杠连动旋转的皮带轮，
连接上述两皮带轮的皮带，
设在上述其中一根丝杠上、使上述丝杠旋转的驱动装置。
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