CN108899298B - 半导体基板加载载具的上料机 - Google Patents
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Abstract
一种半导体基板加载载具的上料机，包括：用于水平输送底板的第一输送带，所述第一输送带上具有加载位；用于将底板送至所述第一输送带上的底板上料机构；用于在基板供料位将基板供料给取放机构的基板上料机构；用于在盖板供料位将盖板供料给取放机构的盖板上料机构；用于从所述基板供料位以及盖板供料位分别取得基板以及盖板并依次将基板以及盖板放置于处于所述加载位的底板上以使三者形成一体件的取放机构。本发明能够将半导体基板加载到载具上，形成可保持基板平整的一体件，并将一体件上料给下游工艺设备，使各工艺设备变得简单，不需要另外加装平整机构，通用性强，使上下游工艺变得更加流畅，从而使加工工艺变得简单，同时也节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体基板加载载具的上料机。
背景技术
半导体后段封装工艺中，在进行倒装焊键合、加热清洗等工艺加工时，对基板的平整度有严格的要求和限制，因基板本身翘曲的特性，决定了必须加持外界的机构来帮助基板来实现平整。
传统的解决办法是对各个工艺设备皆有基板平整机构，且对于不同工艺，其平整机构不一致，从而增加了各个工艺设备的难度，也不利于上下游工艺的流畅性。
故需要一种半导体基板加载载具的上料机，能够将半导体基板加载到载具上，形成可保持基板平整的一体件，并将一体件上料给下游工艺设备，提高上下游工艺的流畅性。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种半导体基板加载载具的上料机。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种半导体基板加载载具的上料机，包括：
用于水平输送底板的第一输送带，所述第一输送带上具有加载位；
用于将底板送至所述第一输送带上的底板上料机构；
用于在基板供料位将基板供料给取放机构的基板上料机构；
用于在盖板供料位将盖板供料给取放机构的盖板上料机构；
用于从所述基板供料位以及盖板供料位分别取得基板以及盖板并依次将基板以及盖板放置于处于所述加载位的底板上以使三者形成一体件的取放机构。
所述底板上料机构为将料盒中的底板依次送至所述第一输送带上的料盒上料机构。
所述基板上料机构为将料盒中的基板依次送至第二输送带上的料盒上料机构，所述基板供料位位于所述第二输送带上。
所述料盒上料机构包括：
用于水平输送载料的料盒的送盒带，所述送盒带与相应输送带呈90度布置，其前端具有弹性止挡部；
用于水平输送空料盒的收盒带，所述收盒带与送盒带上下间隔布置且输送方向相反；
可在推料位与所述送盒带前端或者收盒带后端之间水平移动、可在推料位上下移动的料盒夹爪，所述推料位相邻于所述相应输送带的后端，且位于送盒带前端的前侧；
用于在所述料盒夹爪带动料盒向上移动过程中依次将料盒中的板料水平推至所述相应输送带后端的推料杆。
所述第一输送带以及第二输送带均由左右间隔布置于支架上的两条输送皮带构成，该第一输送带的加载位以及第二输送带的基板供料位分别设有真空固定机构，所述真空固定机构包括：
用于真空吸住料板的真空台，所述真空台位于两条输送皮带之间，且其上表面与所述输送皮带齐平；
用于检测料板是否到位至所述真空台上的第一到位传感器；
用于根据到位传感器的信号升起的被动挡块、用于根据到位传感器的信号升起并向被动挡块水平推动料板的第一主动整位块，所述被动挡块以及第一主动整位块分别位于所述真空台的前后两侧；
用于根据到位传感器的信号从左右方向向一侧支架水平推动料板的第二主动整位块。
本方案还包括用于根据到位传感器的信号将所述真空台上升至第一取放高度的升降机构，所述升降机构与所述真空台连接。
所述基板上料机构以及盖板上料机构均为层叠上料机构，所述层叠上料机构包括用于上下层叠放置多个料板的料仓，所述料仓的顶部为敞口，该料仓的底部设有可升降用于向上抬升多个料板以使顶部料板升至第二取放高度的仓底板，所述基板供料位以及盖板供料位分别为相应料仓的位置。
所述料仓由竖直且前后左右布置的多个柱体合围构成，左右一侧的多个柱体固定于一支撑板上，左右另一侧的多个柱体左右位置可调地固定于所述支撑板上，前后一侧的多个柱体固定于所述支撑板上，前后另一侧的多个柱体前后位置可调地固定于所述支撑板上。
所述层叠上料机构还包括用于在所述第二取放高度检测料板的第二到位传感器、用于在第二取放高度分别前后、左右水平推动料板的第三主动整位块和第四主动整位块以及可恰好对顶部料板与相邻料板之间进行吹气两个吹气块，所述两个吹气块上均具有吹气孔，两者的高度略低于第二取放高度。
所述加载位、基板供料位以及盖板供料位沿左右方向依次布置于同一直线上，所述取放机构包括可升降且水平移动的基板吸盘、可升降且水平移动的盖板吸盘以及供所述基板吸盘和盖板吸盘在加载位、基板供料位和盖板供料位上方水平移动的导轨，所述基板吸盘以及盖板吸盘相邻固定于所述导轨上，所述导轨与所述直线平行。
本发明能够将半导体基板加载到载具上，形成可保持基板平整的一体件，并将一体件上料给下游工艺设备，使各工艺设备变得简单，不需要另外加装平整机构，通用性强，使上下游工艺变得更加流畅，从而使加工工艺变得简单，同时也节省成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的料盒上料机构的结构示意图；
图3为本发明的料盒上料机构的原理图；
图4为本发明的料盒夹爪的结构示意图；
图5为本发明的真空固定机构的结构示意图；
图6为本发明的层叠上料机构的结构示意图；
图7为本发明的层叠上料机构的俯视结构示意图；
图8为本发明的层叠上料机构的侧视结构示意图；
图9为本发明的吹气块的结构示意图；
图10为本发明的取放机构的结构示意图；
图11为一体件的分解图。
具体实施方式
如图1所示，一种半导体基板加载载具的上料机，包括第一输送带A、底板上料机构B、基板上料机构C、盖板上料机构D以及取放机构E。
第一输送带A用于水平输送底板21，第一输送带A的前端具有加载位A1。
底板上料机构B用于将底板21送至第一输送带A上。
具体地，底板上料机构B为将料盒30中的底板21依次送至第一输送带A上的料盒上料机构。
基板上料机构C用于在基板供料位C1将基板22供料给取放机构E。
在一个实施例中，基板上料机构C为将料盒30中的基板22依次送至第二输送带F上的料盒上料机构，基板供料位C1位于第二输送带F的前端。
需要指出的是，上述料盒30的横截面呈矩形，其两个短边侧均为开口，两个长边侧的内壁具有对称且上下间隔布置的多个料板插槽31，多个料板插于料盒30内，呈上下间隔分布。
具体的，如图2-4所示，上述料盒上料机构110包括送盒带111、收盒带112、料盒夹爪113以及推料杆114。
送盒带111用于水平输送载料的料盒30，送盒带111与相应输送带(第一输送带A或者第二输送带F)呈90度布置，其前端具有弹性止挡部，弹性止挡部为略高于送盒带111的弹性挡块。
收盒带112用于水平输送空料盒，收盒带112与送盒带111上下间隔布置且输送方向相反。
在本实施例中，送盒带111以及收盒带112均由间隔布置的两条输送皮带构成，两侧具有间距与料盒的长边长度适配的挡板，料盒可以以长边侧面朝前的状态随送盒带111或者收盒带112水平移动。
料盒夹爪113由L形的下夹部113a以及上夹部113b构成，上夹部113b在上下气缸113c的驱动下可以靠近或者远离下夹部113a，从而实现料盒的夹取和释放，此外，料盒夹爪113由第一升降机构115以及第一水平移动机构116驱动，使料盒夹爪113可以分别沿上下履带式轨道117以及水平履带式轨道118升降以及水平移动，从而实现在推料位G与送盒带111前端或者收盒带112后端之间水平移动以及在推料位G上下移动，推料位G相邻于相应输送带(第一输送带A或者第二输送带F)的后端，且位于送盒带111前端的前侧。
其中，第一升降机构115以及第一水平移动机构116均可以为气缸或者电缸。
推料杆114由第二水平移动机构119驱动，可以在料盒夹爪113带动料盒向上移动过程中依次从料盒30短边侧开口将料盒30中的板料水平推至相应输送带(第一输送带A或者第二输送带F)后端。
料盒夹爪113初始位于推料位G，底板上料或者基板选择料盒上料时，载料的料盒30在送盒带111上移动，直到被弹性止挡部止挡，此时，料盒夹爪113向送盒带111前端移动，并抓取料盒30，抓取料盒30后退回到推料位G，然后料盒夹爪113逐步升高，在升高过程中推料杆114将料盒30中的板料水平推至相应输送带的后端，一个料盒30中的料板全部推完后，料盒夹爪113继续升高并向收盒带112后端移动，将空料盒放置在收盒带112上，最后返回推料位G。
第一输送带A以及第二输送带F均由左右间隔布置于支架127上的两条输送皮带128构成，该第一输送带A的加载位A1以及第二输送带的基板供料位C1分别设有真空固定机构120，如图5所示，真空固定机构120包括真空台121、第一到位传感器122、被动挡块123、第一主动整位块124以及第二主动整位块125。
真空台121用于真空吸住料板，其位于两条输送皮带128之间，且其上表面与输送皮带128齐平。
第一到位传感器122用于检测料板是否到位至真空台121上，其发射端以及接收端分别设于真空台121前侧边缘的左右两侧。
被动挡块123用于根据第一到位传感器122的信号升起,其由升降机构驱动，第一主动整位块124用于根据第一到位传感器122的信号升起并向被动挡块123水平推动料板，其由升降机构以及水平移动机构驱动，被动挡块123以及第一主动整位块124分别位于真空台121的前后两侧。
第二主动整位块125用于根据第一到位传感器122的信号从左右方向向一侧支架127水平推动料板，第二主动整位块125位于另一侧支架127，且由水平移动机构驱动。
通过被动挡块123、第一主动整位块124以及第二主动整位块125可以从前后左右对料板进行水平整位，防止料板水平歪斜。
其中，升降机构以及水平移动机构可以为气缸或者电缸。
为了根据第一到位传感器122的信号将真空台121上升至第一取放高度，真空固定机构120还设置了第二升降机构126，第二升降机构126与真空台121连接，在本实施例中，第二升降机构126为气缸或者电缸。
料板由第一输送带A或者第二输送带F送至加载位A1以及基板供料位C1，即真空台121的位置，第一到位传感器122触发，此时，被动挡块123、第一主动整位块124以及第二主动整位块125对料板进行整位，然后真空台121吸住料板被上升至第一取放高度。
在取放机构E取基板22时，第二输送带F处的真空台121释放基板22，在底板21、基板22以及底板23加载成一体件后，第一输送带A处的真空台121释放底板21，使一体件向下游工艺加工设备移动。
盖板上料机构D用于在盖板供料位D1将盖板23供料给取放机构E。
具体地，盖板上料机构D为层叠上料机构。
在另一个实施例中，基板上料机构C也可以为层叠上料机构。
如图6-9所示，上述层叠上料机构130包括用于上下层叠放置多个料板的料仓131。
料仓131的顶部为敞口，该料仓131的底部设有可升降用于向上抬升多个料板以使顶部料板升至第二取放高度L1的仓底板132，基板供料位C1以及盖板供料位D1分别为相应料仓的位置。
其中，仓底板132由气缸或者电缸驱动。
具体地，料仓131由竖直且前后左右布置的多个柱体131a合围构成，左右一侧的多个柱体131a固定于支撑板133上，作为基准柱，左右另一侧的多个柱体131a左右位置可调地固定于支撑板133上，前后一侧的多个柱体131a固定于支撑板133上，作为基准柱，前后另一侧的多个柱体131a前后位置可调地固定于支撑板133上。
其中，支撑板133上具有左右方向的轨道以及前后方向的轨道，柱体131a的下端通过滑块与轨道滑动配合，从而通过调节柱体131a的位置调整料仓131的大小，以适配的不同的料板。
为了在第二取放高度L1检测料板是否到位，层叠上料机构130还设置了第二到位传感器134，第二到位传感器134的发射端以及接收端分别设于第二取放高度L1的两侧。
为了对料板进行水平整位，防止料板水平歪斜，层叠上料机构130还设置了用于在第二取放高度L1分别前后、左右向基准柱水平推动料板的第三主动整位块135和第四主动整位块136，第三主动整位块135和第四主动整位块136均可由气缸或者电缸驱动，其固定于柱体131a上。
为了防止顶部料板与相邻料板之间发生黏连，层叠上料机构130还设置了对称布置的两个吹气块137，两个吹气块上具有吹气孔137a，两者的高度略低于第二取放高度L1，可恰好对顶部料板与相邻料板之间进行吹气。
盖板上料时，或者基板选择层叠上料时，多个料板上下层叠放置在料仓131中，在仓底板132的带动下上升，顶部料板上升至第二取放高度L1时，触发第二到位传感器134，此时，仓底板132停止上升，第三主动整位块135和第四主动整位块136对料板进行整位，两个吹气块137对顶部料板与相邻料板之间进行吹气，待取放机构E取走料板后，仓底板132继续上升，重复上述动作。
取放机构E用于从基板供料位C1以及盖板供料位D1分别取得基板22以及盖板23并依次将基板22以及盖板23放置于处于加载位A1的底板21上，以使三者形成一体件，一体件通过第一输送带A送至下游工艺加工设备4。
具体地，加载位A1、基板供料位C1以及盖板供料位D1沿左右方向依次布置于同一直线上，取放机构E包括可升降且水平移动的基板吸盘E1、可升降且水平移动的盖板吸盘E2以及供基板吸盘E1和盖板吸盘E2在加载位A1、基板供料位C1和盖板供料位D1上方水平移动的导轨E3，基板吸盘E1以及盖板吸盘E2相邻固定于导轨E3上，导轨E3与上述直线平行。
在本实施例中，基板吸盘E1以及盖板吸盘E2分别由升降机构以及水平移动机构驱动，导轨E3位于上述直线的上方的前侧，基板吸盘E1以及盖板吸盘E2位于上述直线上方，并固定于导轨E3上。
其中，导轨E3为履带式导轨。
升降机构以及水平移动机构为气缸或者电缸。
取放机构E工时，基板吸盘E1以及盖板吸盘E2同时向盖板供料位D1水平移动，盖板吸盘E2移动至盖板供料位D1上方时，吸取盖板23，然后基板吸盘E1以及盖板吸盘E2同时向基板供料位C1水平移动，基板吸盘E1移动至基板供料位C1上方时，吸取基板22，接着基板吸盘E1以及盖板吸盘E2同时向加载位A1移动，依次将基板22以及盖板23放置于加载位A1处的底板21上。
如图11所示，底板21与盖板23上下固定可将基板22夹于中间，从而使基板22保持平整，盖板23上具有用于裸露核心功能工艺区的矩形开口23a以及用于裸露识别功能工艺区的矩形缺口23b和长条形孔口23c。
本发明的上料机的上料过程为：由底板21上料机构B将底板送至第一输送带A，进而由第一输送带A将底板21送至加载位A1；由基板上料机构C在基板供料位C1将基板22供料给取放机构E；由盖板上料机构D在盖板供料位D1将盖板23供料给取放机构E；取放机构E从基板供料位C1以及盖板供料位D1分别取得基板22以及盖板23并依次将基板22以及盖板23放置于处于加载位A1的底板21上，以使三者形成一体件，一体件通过第一输送带A送至下游工艺加工设备4，完成上料。下游工艺加工设备4通过矩形开口23a、矩形缺口23b以及长条形孔口23c就可以进行工艺加工。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (2)
1.一种半导体基板加载载具的上料机，其特征在于，包括：
用于水平输送底板的第一输送带，所述第一输送带上具有加载位；
用于将底板送至所述第一输送带上的底板上料机构，所述底板上料机构为将料盒中的底板依次送至所述第一输送带上的料盒上料机构；
用于在基板供料位将基板供料给取放机构的基板上料机构，所述基板上料机构为将料盒中的基板依次送至第二输送带上的料盒上料机构，所述基板供料位位于所述第二输送带上；所述第一输送带以及第二输送带均由左右间隔布置于支架上的两条输送皮带构成，该第一输送带的加载位以及第二输送带的基板供料位分别设有真空固定机构，所述真空固定机构包括：用于真空吸住料板的真空台，所述真空台位于两条输送皮带之间，且其上表面与所述输送皮带齐平；用于检测料板是否到位至所述真空台上的第一到位传感器；用于根据到位传感器的信号升起的被动挡块、用于根据到位传感器的信号升起并向被动挡块水平推动料板的第一主动整位块，所述被动挡块以及第一主动整位块分别位于所述真空台的前后两侧；用于根据到位传感器的信号从左右方向向一侧支架水平推动料板的第二主动整位块；
用于根据到位传感器的信号将所述真空台上升至第一取放高度的升降机构，所述升降机构与所述真空台连接，所述升降机构为气缸或者电缸；
用于在盖板供料位将盖板供料给取放机构的盖板上料机构；基板上料机构以及盖板上料机构均为层叠上料机构，所述层叠上料机构包括用于上下层叠放置多个料板的料仓，所述料仓的顶部为敞口，该料仓的底部设有可升降用于向上抬升多个料板以使顶部料板升至第二取放高度的仓底板，所述料仓由竖直且前后左右布置的多个柱体合围构成，左右一侧的多个柱体固定于一支撑板上，左右另一侧的多个柱体左右位置可调地固定于所述支撑板上，前后一侧的多个柱体固定于所述支撑板上，前后另一侧的多个柱体前后位置可调地固定于所述支撑板上；所述层叠上料机构还包括用于在所述第二取放高度检测料板的第二到位传感器、用于在第二取放高度分别前后、左右水平推动料板的第三主动整位块和第四主动整位块以及可恰好对顶部料板与相邻料板之间进行吹气两个吹气块，所述两个吹气块上均具有吹气孔，两者的高度略低于第二取放高度；所述基板供料位以及盖板供料位分别为相应料仓的位置；
用于从所述基板供料位以及盖板供料位分别取得基板以及盖板并依次将基板以及盖板放置于处于所述加载位的底板上以使三者形成一体件的取放机构，一体件通过第一输送带送至下游工艺加工设备；
其中，所述料盒上料机构包括：
用于水平输送载料的料盒的送盒带，所述送盒带与相应输送带呈90度布置，其前端具有弹性止挡部；
用于水平输送空料盒的收盒带，所述收盒带与送盒带上下间隔布置且输送方向相反；
可在推料位与所述送盒带前端或者收盒带后端之间水平移动、可在推料位上下移动的料盒夹爪，所述推料位相邻于所述相应输送带的后端，且位于送盒带前端的前侧；
用于在所述料盒夹爪带动料盒向上移动过程中依次将料盒中的板料水平推至所述相应输送带后端的推料杆；
所述料盒夹爪初始位于推料位，上料时，载料的料盒在所述送盒带上移动，直到被弹性止挡部止挡，此时，所述料盒夹爪向所述送盒带前端移动，并抓取料盒，抓取料盒后退回到推料位，然后所述料盒夹爪逐步升高，在升高过程中所述推料杆将料盒中的板料水平推至相应输送带的后端，料盒中的料板全部推完后，所述料盒夹爪继续升高并向所述收盒带后端移动，将空料盒放置在所述收盒带上，最后返回推料位。
2.根据权利要求1所述的一种半导体基板加载载具的上料机，其特征在于，所述加载位、基板供料位以及盖板供料位沿左右方向依次布置于同一直线上，所述取放机构包括可升降且水平移动的基板吸盘、可升降且水平移动的盖板吸盘以及供所述基板吸盘和盖板吸盘在加载位、基板供料位和盖板供料位上方水平移动的导轨，所述基板吸盘以及盖板吸盘相邻固定于所述导轨上，所述导轨与所述直线平行。
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