CN108962799A - 超精密芯片制造流水线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业自动化装备，更具体地说，涉及一种用于芯片的自动化输送和存储装置。超精密芯片制造流水线，包括：用于输出芯片体的汇合轨道、用于接纳芯片体的接纳输送线、用于整理并搬运芯片体的旋转机械手、用于对芯片体的进行标签印刷的印刷机构、用于对芯片体的位置进行校正的摆正机构、用于输送芯片体的打标输送线、用于推送芯片体的单向机械手、用于对芯片体的侧面进行激光打标作业的激光打标机构；所述接纳输送线和打标输送线的输送方向相互垂直，所述接纳输送线和打标输送线连接的部位设置盖板和所述单向机械手，所述激光打标机构位于所述打标输送线的侧边。本发明超精密芯片制造流水线，用于实现芯片的自动化输送和制造。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化装备，更具体地说，涉及一种用于芯片的自动化制造装备。
背景技术
工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产的趋势。在工业生产自动化条件下，人只是间接地照管和监督机器进行生产。工业自动化，按其发展阶段可分为：(1) 半自动化。即部分采用自动控制和自动装置，而另一部分则由人工操作机器进行生产。(2) 全自动化。指生产过程中全部工序，包括上料、下料、装卸等，都不需要人直接进行生产操作 (人只是间接地看管和监督机器运转)，而由机器连续地、重复地自动生产出一个或一批产品。
工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。 工业自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。无论高速大批量制造企业还是追求灵活、柔性和定制化企业，都必须依靠自动化技术的应用。自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用：
（1）提高生产过程的安全性；
（2）提高生产效率；
（3）提高产品质量；
（4）减少生产过程的原材料、能源损耗。
在生产过程中，传统的芯片的搬运和输送都是手工方式的，导致产品的一致性低，利用工业自动化技术实现芯片制造作业的自动化生产，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种超精密芯片制造流水线，应用在芯片的制造过程中；本发明超精密芯片制造流水线，用于实现芯片的自动化摆放和输送。
一种超精密芯片制造流水线，包括：用于输出芯片体的汇合轨道、用于接纳芯片体的接纳输送线、用于整理并搬运芯片体的旋转机械手、用于对芯片体的进行标签印刷的印刷机构、用于对芯片体的位置进行校正的摆正机构、用于输送芯片体的打标输送线、用于推送芯片体的单向机械手、用于对芯片体的侧面进行激光打标作业的激光打标机构；所述接纳输送线和打标输送线的输送方向相互垂直，所述接纳输送线和打标输送线连接的部位设置盖板和所述单向机械手，所述激光打标机构位于所述打标输送线的侧边；
所述激光打标机构包括：激光打标器、微调机构所述激光打标器固连于所述微调机构；所述微调机构包括：X轴微动滑台、Y轴微动滑台、Z轴微动滑台、L型支架，所述Y轴微动滑台固连于所述X轴微动滑台，所述Z轴微动滑台通过所述L型支架固连于所述Y轴微动滑台，所述X轴微动滑台、Y轴微动滑台、Z轴微动滑台具有相同的机械结构；所述Z轴微动滑台包括：基板、滑动板、微分头、固定座、锁紧铁片、锁紧螺母、激光器连接块，所述基板固连于所述L型支架，所述滑动板通过直线导轨活动连接于所述基板，所述微分头的壳体通过所述固定座固连于所述滑动板，所述微分头的螺杆头顶在所述固定座上，所述锁紧铁片固连于所述固定座，所述锁紧铁片上设置有U型槽，所述锁紧螺母穿过所述U型槽将所述锁紧铁片固连于所述滑动板；所述激光器连接块固连于所述滑动板，所述激光打标器通过所述激光器连接块固连于所述微调机构。
优选地，所述单向机械手包括：单向电机、单向支架、机械手臂、水平导轨、凹槽滑块、回转盘、辊子、配重，所述单相电机的壳体和水平导轨固连于所述单向支架，所述所述水平导轨位水平布置，所述凹槽滑块活动连接于所述水平导轨；所述单相电机的输出轴上固连有所述回转盘，所述辊子活动连接于所述回转盘，所述配重固连于所述回转盘，所述配重和辊子构成动平衡状态；所述凹槽滑块上设置有和所述辊子相匹配的辊子槽，所述辊子槽为竖直状态；所述机械手臂固连于所述凹槽滑块，所述机械手臂做水平往复运动。
优选地，所述印刷机构包括：印刷支架、印刷头上下运动机构、图案送出机构，所述印刷头上下运动机构、图案送出机构固连于所述印刷支架，所述印刷头上下运动机构驱动印刷头进行上下运动，所述图案送出机构用于为所述印刷头提供图案；所述印刷头上下运动机构包括：印刷头上下气缸、印刷头导轨、印刷头基板、栅格板、对射传感器、印刷头、印刷头滑块，所述印刷头上下气缸的气缸体、印刷头滑块固连于所述印刷支架，所述印刷头导轨活动连接于所述印刷头滑块，所述印刷头导轨的一端固连于所述印刷头基板，所述印刷头上下气缸的活塞杆的末端固连于所述印刷头基板，所述印刷头固连于所述印刷头基板的下部；所述栅格板固连于所述印刷头基板，所述对射传感器固连于所述印刷支架，所述栅格板和对射传感器相匹配；所述图案送出机构包括：油壶、图案滑板、图案气缸、油壶挡板，所述图案滑板通过直线导轨活动连接于所述印刷支架，所述图案气缸的活塞杆的末端固连于所述图案滑板，所述油壶活动连接于所述图案滑板，所述油壶挡板固连于所述印刷支架，所述油壶挡板用于防止所述油壶被所述图案滑板带走。
优选地，所述摆正机构包括：前限位挡板、前挡板气缸、V型凹槽、侧推挡板、侧推气缸，所述前挡板气缸的活塞杆的末端固连于所述前限位挡板，在所述前限位挡板的前方设置有所述V型凹槽，所述V型凹槽和所述前限位挡板相匹配；所述侧推气缸的活塞杆的末端固连于所述侧推挡板，所述侧推挡板用于将芯片体整齐地对齐。
优选地，所述汇合轨道包括：轨道支架、传送带、一号校正气缸、二号校正气缸、三号校正气缸、传送带电机、传送联轴器、半边支架、排除气缸、排除推板、导向块，所述轨道支架固连于所述工作台，所述传送带活动连接于所述轨道支架，所述传送带电机通过所述传送联轴器驱动所述输送带运动；所述轨道支架上设置有用于校正芯片的位置的一号校正气缸、二号校正气缸、三号校正气缸；在所述轨道支架的末端设置有所述半边支架，所述半边支架托住芯片的两端，所述半边支架的中间设置有用于通过所述旋转机械手的通道；所述排除气缸的气缸体、导向块固连于所述轨道支架，所述排除推板活动连接于所述导向块，所述排除推板固连于所述排除气缸活塞杆的末端，在所述排除推板上设置有可以容纳芯片的推料腔体。
所述接纳输送线包括：接纳支架、副输送带，所述副输送带活动连接于所述接纳支架上，所述副输送带的数量为两个，所述副输送带成并列布置，所述副输送带的中间设置有用于通过所述旋转机械手的通道；
所述旋转机械手包括：回转电机、凸轮分割器、回转法兰、回转支架、旋转手臂，所述凸轮分割器的壳体固连于所述回转支架，所述回转电机的输出轴固连于所述凸轮分割器的输入轴，所述回转法兰固连于所述凸轮分割器的输出法兰上；所述凸轮分割器在所述回转电机的驱动下每次转动九十度；所述旋转手臂的数量为四个，径向均布于所述回转法兰上，所述旋转手臂阵列有真空吸盘。
所述旋转手臂从所述半边支架的下部向所述半边支架的上部运动，并将位于所述半边支架的芯片吸住；所述旋转手臂达到所述副输送带的上部，所述旋转手臂释放芯片，芯片落于所述副输送带上。
附图说明
图1是本发明超精密芯片制造流水线的总体结构示意图；
图2、3是本发明超精密芯片制造流水线的印刷机构的结构示意图；
图4、5、6是本发明超精密芯片制造流水线的汇合轨道的结构示意图；
图7是本发明超精密芯片制造流水线的接纳输送线的结构示意图；
图8、9是本发明超精密芯片制造流水线的单向机械手的结构示意图；
图10是本发明超精密芯片制造流水线的激光打标机构的结构示意图。
图中标记：
112 轨道支架、113 传送带、114 一号校正气缸、115 二号校正气缸、116 三号校正气缸、117 传送带电机、118 传送联轴器、119 半边支架、120 排除气缸、121 排除推板、122导向块、123 推料腔体、130 旋转机械手、131 回转电机、132 谐波减速器、133 回转法兰、134 回转支架、135 旋转手臂、140 接纳输送线、141 接纳支架、142 副输送带、145 摆正机构、146 前限位挡板、147 前挡板气缸、148 V型凹槽、149 侧推挡板、150 侧推气缸、155 印刷机构、156 印刷头上下运动机构、157 图案送出机构、160 印刷头上下气缸、161 印刷头导轨、162 印刷头基板、163 栅格板、164 对射传感器、165 印刷头、166 印刷头滑块、167印刷支架、170 油壶、171 图案滑板、172 图案气缸、173 油壶挡板、174 打标输送线、175单向机械手、176 单向电机、177 单向支架、178 盖板、179 机械手臂、180 水平导轨、181凹槽滑块、182 辊子槽、183 回转盘、184 辊子、185 配重、186 激光打标机构、187 激光打标器、188 微调机构、189 X轴微动滑台、190 Y轴微动滑台、191 Z轴微动滑台、192 L型支架、193 基板、194 滑动板、195 微分头、196 固定座、197 螺杆头、198 锁紧铁片、199 U型槽、200 锁紧螺母、201 激光器连接块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种超精密芯片制造流水线，应用在芯片的制造过程中；本发明超精密芯片制造流水线，用于实现芯片的自动化输送和制造。
图1是本发明超精密芯片制造流水线的总体结构示意图，图2、3是本发明超精密芯片制造流水线的印刷机构的结构示意图，图4、5、6是本发明超精密芯片制造流水线的汇合轨道的结构示意图，图7是本发明超精密芯片制造流水线的接纳输送线的结构示意图，图8、9是本发明超精密芯片制造流水线的单向机械手的结构示意图，图10是本发明超精密芯片制造流水线的激光打标机构的结构示意图。
一种超精密芯片制造流水线，包括：用于输出芯片体7的汇合轨道103、用于接纳芯片体7的接纳输送线140、用于整理并搬运芯片体7的旋转机械手130、用于对芯片体7的进行标签印刷的印刷机构155、用于对芯片体7的位置进行校正的摆正机构145、用于输送芯片体7的打标输送线174、用于推送芯片体7的单向机械手175、用于对芯片体7的侧面进行激光打标作业的激光打标机构186；所述接纳输送线140和打标输送线174的输送方向相互垂直，所述接纳输送线140和打标输送线174连接的部位设置盖板178和所述单向机械手175，所述激光打标机构186位于所述打标输送线174的侧边；
所述激光打标机构186包括：激光打标器187、微调机构188所述激光打标器187固连于所述微调机构188；所述微调机构188包括：X轴微动滑台189、Y轴微动滑台190、Z轴微动滑台191、L型支架192，所述Y轴微动滑台190固连于所述X轴微动滑台189，所述Z轴微动滑台191通过所述L型支架192固连于所述Y轴微动滑台190，所述X轴微动滑台189、Y轴微动滑台190、Z轴微动滑台191具有相同的机械结构；所述Z轴微动滑台191包括：基板193、滑动板194、微分头195、固定座196、锁紧铁片198、锁紧螺母200、激光器连接块201，所述基板193固连于所述L型支架192，所述滑动板194通过直线导轨活动连接于所述基板193，所述微分头195的壳体通过所述固定座196固连于所述滑动板194，所述微分头195的螺杆头197顶在所述固定座196上，所述锁紧铁片198固连于所述固定座196，所述锁紧铁片198上设置有U型槽199，所述锁紧螺母200穿过所述U型槽199将所述锁紧铁片198固连于所述滑动板194；所述激光器连接块201固连于所述滑动板194，所述激光打标器187通过所述激光器连接块201固连于所述微调机构188。
更具体地，所述单向机械手175包括：单向电机176、单向支架177、机械手臂179、水平导轨180、凹槽滑块181、回转盘183、辊子184、配重185，所述单相电机176的壳体和水平导轨180固连于所述单向支架177，所述所述水平导轨180位水平布置，所述凹槽滑块181活动连接于所述水平导轨180；所述单相电机176的输出轴上固连有所述回转盘183，所述辊子184活动连接于所述回转盘183，所述配重185固连于所述回转盘183，所述配重185和辊子184构成动平衡状态；所述凹槽滑块181上设置有和所述辊子184相匹配的辊子槽182，所述辊子槽182为竖直状态；所述机械手臂179固连于所述凹槽滑块181，所述机械手臂179做水平往复运动。
更具体地，所述印刷机构155包括：印刷支架167、印刷头上下运动机构156、图案送出机构157，所述印刷头上下运动机构156、图案送出机构157固连于所述印刷支架167，所述印刷头上下运动机构156驱动印刷头165进行上下运动，所述图案送出机构157用于为所述印刷头165提供图案；所述印刷头上下运动机构156包括：印刷头上下气缸160、印刷头导轨161、印刷头基板162、栅格板163、对射传感器164、印刷头165、印刷头滑块166，所述印刷头上下气缸160的气缸体、印刷头滑块166固连于所述印刷支架167，所述印刷头导轨161活动连接于所述印刷头滑块166，所述印刷头导轨161的一端固连于所述印刷头基板162，所述印刷头上下气缸160的活塞杆的末端固连于所述印刷头基板162，所述印刷头165固连于所述印刷头基板162的下部；所述栅格板163固连于所述印刷头基板162，所述对射传感器164固连于所述印刷支架167，所述栅格板163和对射传感器164相匹配；所述图案送出机构157包括：油壶170、图案滑板171、图案气缸172、油壶挡板173，所述图案滑板171通过直线导轨活动连接于所述印刷支架167，所述图案气缸172的活塞杆的末端固连于所述图案滑板171，所述油壶170活动连接于所述图案滑板171，所述油壶挡板173固连于所述印刷支架167，所述油壶挡板173用于防止所述油壶170被所述图案滑板171带走。
更具体地，所述摆正机构145包括：前限位挡板146、前挡板气缸147、V型凹槽148、侧推挡板149、侧推气缸150，所述前挡板气缸147的活塞杆的末端固连于所述前限位挡板146，在所述前限位挡板146的前方设置有所述V型凹槽148，所述V型凹槽148和所述前限位挡板146相匹配；所述侧推气缸150的活塞杆的末端固连于所述侧推挡板149，所述侧推挡板149用于将芯片体7整齐地对齐。
更具体地，所述汇合轨道103包括：轨道支架112、传送带113、一号校正气缸114、二号校正气缸115、三号校正气缸116、传送带电机117、传送联轴器118、半边支架119、排除气缸120、排除推板121、导向块122，所述轨道支架112固连于所述工作台65，所述传送带113活动连接于所述轨道支架112，所述传送带电机117通过所述传送联轴器118驱动所述输送带113运动；所述轨道支架112上设置有用于校正芯片体7的位置的一号校正气缸114、二号校正气缸115、三号校正气缸116；在所述轨道支架112的末端设置有所述半边支架119，所述半边支架119托住芯片体7的两端，所述半边支架119的中间设置有用于通过所述旋转机械手130的通道；所述排除气缸120的气缸体、导向块122固连于所述轨道支架112，所述排除推板121活动连接于所述导向块122，所述排除推板121固连于所述排除气缸120活塞杆的末端，在所述排除推板121上设置有可以容纳芯片体7的推料腔体123。
所述接纳输送线140包括：接纳支架141、副输送带142，所述副输送带142活动连接于所述接纳支架141上，所述副输送带142的数量为两个，所述副输送带142成并列布置，所述副输送带142的中间设置有用于通过所述旋转机械手130的通道；
所述旋转机械手130包括：回转电机131、凸轮分割器132、回转法兰133、回转支架134、旋转手臂135，所述凸轮分割器132的壳体固连于所述回转支架134，所述回转电机131的输出轴固连于所述凸轮分割器132的输入轴，所述回转法兰133固连于所述凸轮分割器132的输出法兰上；所述凸轮分割器132在所述回转电机131的驱动下每次转动九十度；所述旋转手臂135的数量为四个，径向均布于所述回转法兰133上，所述旋转手臂135阵列有真空吸盘。
所述旋转手臂135从所述半边支架119的下部向所述半边支架119的上部运动，并将位于所述半边支架119的芯片体7吸住；所述旋转手臂135达到所述副输送带142的上部，所述旋转手臂135释放芯片体7，芯片体7落于所述副输送带142上。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明超精密芯片制造流水线较有代表性的例子。显然，本发明超精密芯片制造流水线不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明超精密芯片制造流水线的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明超精密芯片制造流水线的保护范围。
Claims (7)
1.一种超精密芯片制造流水线，其特征在于，包括：用于输出芯片体的汇合轨道、用于接纳芯片体的接纳输送线、用于整理并搬运芯片体的旋转机械手、用于对芯片体的进行标签印刷的印刷机构、用于对芯片体的位置进行校正的摆正机构、用于输送芯片体的打标输送线、用于推送芯片体的单向机械手、用于对芯片体的侧面进行激光打标作业的激光打标机构；所述接纳输送线和打标输送线的输送方向相互垂直，所述接纳输送线和打标输送线连接的部位设置盖板和所述单向机械手，所述激光打标机构位于所述打标输送线的侧边；
所述激光打标机构包括：激光打标器、微调机构所述激光打标器固连于所述微调机构；所述微调机构包括：X轴微动滑台、Y轴微动滑台、Z轴微动滑台、L型支架，所述Y轴微动滑台固连于所述X轴微动滑台，所述Z轴微动滑台通过所述L型支架固连于所述Y轴微动滑台，所述X轴微动滑台、Y轴微动滑台、Z轴微动滑台具有相同的机械结构；所述Z轴微动滑台包括：基板、滑动板、微分头、固定座、锁紧铁片、锁紧螺母、激光器连接块，所述基板固连于所述L型支架，所述滑动板通过直线导轨活动连接于所述基板，所述微分头的壳体通过所述固定座固连于所述滑动板，所述微分头的螺杆头顶在所述固定座上，所述锁紧铁片固连于所述固定座，所述锁紧铁片上设置有U型槽，所述锁紧螺母穿过所述U型槽将所述锁紧铁片固连于所述滑动板；所述激光器连接块固连于所述滑动板，所述激光打标器通过所述激光器连接块固连于所述微调机构。
2.根据权利要求1所述的超精密芯片制造流水线，其特征在于，所述单向机械手包括：单向电机、单向支架、机械手臂、水平导轨、凹槽滑块、回转盘、辊子、配重，所述单相电机的壳体和水平导轨固连于所述单向支架，所述所述水平导轨位水平布置，所述凹槽滑块活动连接于所述水平导轨；所述单相电机的输出轴上固连有所述回转盘，所述辊子活动连接于所述回转盘，所述配重固连于所述回转盘，所述配重和辊子构成动平衡状态；所述凹槽滑块上设置有和所述辊子相匹配的辊子槽，所述辊子槽为竖直状态；所述机械手臂固连于所述凹槽滑块，所述机械手臂做水平往复运动。
3.根据权利要求1所述的超精密芯片制造流水线，其特征在于，所述印刷机构包括：印刷支架、印刷头上下运动机构、图案送出机构，所述印刷头上下运动机构、图案送出机构固连于所述印刷支架，所述印刷头上下运动机构驱动印刷头进行上下运动，所述图案送出机构用于为所述印刷头提供图案；所述印刷头上下运动机构包括：印刷头上下气缸、印刷头导轨、印刷头基板、栅格板、对射传感器、印刷头、印刷头滑块，所述印刷头上下气缸的气缸体、印刷头滑块固连于所述印刷支架，所述印刷头导轨活动连接于所述印刷头滑块，所述印刷头导轨的一端固连于所述印刷头基板，所述印刷头上下气缸的活塞杆的末端固连于所述印刷头基板，所述印刷头固连于所述印刷头基板的下部；所述栅格板固连于所述印刷头基板，所述对射传感器固连于所述印刷支架，所述栅格板和对射传感器相匹配；所述图案送出机构包括：油壶、图案滑板、图案气缸、油壶挡板，所述图案滑板通过直线导轨活动连接于所述印刷支架，所述图案气缸的活塞杆的末端固连于所述图案滑板，所述油壶活动连接于所述图案滑板，所述油壶挡板固连于所述印刷支架，所述油壶挡板用于防止所述油壶被所述图案滑板带走。
4.根据权利要求1所述的超精密芯片制造流水线，其特征在于，所述摆正机构包括：前限位挡板、前挡板气缸、V型凹槽、侧推挡板、侧推气缸，所述前挡板气缸的活塞杆的末端固连于所述前限位挡板，在所述前限位挡板的前方设置有所述V型凹槽，所述V型凹槽和所述前限位挡板相匹配；所述侧推气缸的活塞杆的末端固连于所述侧推挡板，所述侧推挡板用于将芯片体整齐地对齐。
5.根据权利要求1所述的超精密芯片制造流水线，其特征在于，所述汇合轨道包括：轨道支架、传送带、一号校正气缸、二号校正气缸、三号校正气缸、传送带电机、传送联轴器、半边支架、排除气缸、排除推板、导向块，所述轨道支架固连于所述工作台，所述传送带活动连接于所述轨道支架，所述传送带电机通过所述传送联轴器驱动所述输送带运动；所述轨道支架上设置有用于校正芯片的位置的一号校正气缸、二号校正气缸、三号校正气缸；在所述轨道支架的末端设置有所述半边支架，所述半边支架托住芯片的两端，所述半边支架的中间设置有用于通过所述旋转机械手的通道；所述排除气缸的气缸体、导向块固连于所述轨道支架，所述排除推板活动连接于所述导向块，所述排除推板固连于所述排除气缸活塞杆的末端，在所述排除推板上设置有可以容纳芯片的推料腔体。
6.根据权利要求1所述的超精密芯片制造流水线，其特征在于，所述接纳输送线包括：接纳支架、副输送带，所述副输送带活动连接于所述接纳支架上，所述副输送带的数量为两个，所述副输送带成并列布置，所述副输送带的中间设置有用于通过所述旋转机械手的通道。
7.根据权利要求1所述的超精密芯片制造流水线，其特征在于，所述旋转机械手包括：回转电机、凸轮分割器、回转法兰、回转支架、旋转手臂，所述凸轮分割器的壳体固连于所述回转支架，所述回转电机的输出轴固连于所述凸轮分割器的输入轴，所述回转法兰固连于所述凸轮分割器的输出法兰上；所述凸轮分割器在所述回转电机的驱动下每次转动九十度；所述旋转手臂的数量为四个，径向均布于所述回转法兰上，所述旋转手臂阵列有真空吸盘。
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