CN109037107B - 一种半导体框架用打弯排片机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体框架用打弯排片机，包括送料机构、打弯成型机构、排片预热机构和PLC控制系统；核心结构是打弯成型机构，通过伺服电机驱动滚珠丝杆转动，带动运动板上下运动，机架上端面设置上、下打弯成型块和上盖板，运动板通过导柱带动上打弯成型块运动，下打弯成型块固定在机架上端面，半导体框架被上、下打弯成型块和上盖板边缘联合固定；运动板上设置感应片，在该感应片的上方和下方分别固定上、下限行传感器，感应片与上限行传感器接触时运动板停止向上运动，感应片与下限行传感器接触时运动板停止向下运动。该打弯排片机集送料、打弯成型和排片预热于同一自动化系统，生产效率高，并且可调整半导体框架的打弯角度。

Description

一种半导体框架用打弯排片机

技术领域

本发明涉及半导体封装重要设备，更具体地，本发明涉及半导体塑封模具塑封前的打弯、预热工序使用的一种半导体框架用打弯排片机。

背景技术

我国国民经济的发展中，电子信息产业是十分重要的产业，而半导体产业则是整个电子信息产业的核心和基础。半导体框架打弯、预热工序是半导体封装生产前的关键工序。打弯工序是保证塑封框架塑封出的产品无漏铜现象，并且保证框架的散热片部分到塑封体表面的距离为0.38-0.42mm，从而确保散热片的散热功能，提高半导体成品的合格率。

现在半导体框架打弯工序常用的方法是多条产品或者单条产品的打弯模具，效率低，尺寸精度不高，而且不安全。半导体框架预热工序采用预热器或者使用排片机，完成打弯、预热工序需要两个工序两人共同完成。而且打弯模具的上下预压成型条一旦定型，就很难以调整打弯的角度，如需改变又需要从新加工，从而提高了加工成本，浪费了人力物力。

发明内容

本发明综合了以前打弯、预热设备的所有优点，避免了以前设备的缺点。将半导体框架打弯、排片预热两个工序融为一台设备简称打弯排片机，其结构包括送料机构，打弯成型机构，排片预热机构，各机构运行由PLC控制系统总体控制，协调运动完成各部分工作。其中打弯成型机构即是本发明的核心部分，打弯排片机只需要调整限位柱的高度或者上、下限行传感器的上下位置就可以调整半导体框架打弯的角度，简单高效、操作方便。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种半导体框架用打弯排片机，包括送料机构、打弯成型机构、排片预热机构和PLC控制系统，所述PLC控制系统控制送料机构将半导体框架送入打弯成型机构进行打弯成型，控制排片预热机构从打弯成型机构中拉出已经打弯成型的半导体框架，并对半导体框架进行排片预热；所述打弯成型机构包括伺服电机、滚珠丝杆、运动板和机架，所述机架与所述伺服电机之间的相对位置固定，所述运动板通过中部螺纹孔固定在滚珠丝杆上，所述伺服电机驱动滚珠丝杆正向转动或者逆向转动；所述机架上端面间隔设置活动的上打弯成型块和固定的下打弯成型块，每个上打弯成型块上方设置上盖板，每个上打弯成型块均通过导柱固定连接在运动板上，滚珠丝杆转动使运动板向上或向下运动，导柱带动上打弯成型块进行相应的运动，半导体框架的两边由两个相邻的上打弯成型块分别固定，半导体框架的中部由下打弯成型块和上盖板边缘联合固定；所述运动板一侧设置感应片，在该感应片的上方和下方分别固定上限行传感器和下限行传感器，感应片与上限行传感器接触时运动板停止向上运动，感应片与下限行传感器接触时运动板停止向下运动。

所述的半导体框架用打弯排片机，其伺服电机与滚珠丝杆通过联轴器连接使伺服电机能驱动滚珠丝杆转动；所述伺服电机上设置固定板，机架通过支撑柱连接固定在该固定板上使机架与伺服电机的相对位置固定。

所述的半导体框架用打弯排片机，其机架下方设置传感器固定座，所述上限行传感器和下限行传感器都固定在该传感器固定座上；所述机架下方还安装有直线轴承对机架进行固定，以保证导柱运动平稳。

所述的半导体框架用打弯排片机，其导柱的长度小于或等于0.005mm；所述上打弯成型块的下端设置高度能够调节的限位柱，上打弯成型块通过该限位柱与所述导柱固定连接。

所述的半导体框架用打弯排片机，其上打弯成型块的侧面具有凹槽，半导体框架的侧边能插入该凹槽中从而被固定，所述下打弯成型块的上端面中部设置凹槽，所述上盖板的边缘与下打弯成型块的凹槽侧壁上端面配合，联合固定半导体框架的中部。

所述的半导体框架用打弯排片机，其联合固定是指下打弯成型块固定在机架上并且位于半导体框架的中部下方支撑半导体框架的中部，同时上盖板边缘扣在半导体框架的中部上方压住半导体框架的中部而形成的联合固定。

所述的半导体框架用打弯排片机，其机架上设置边挡块和隔块，该边挡块与上盖板、下打弯成型块配合围成多个上打弯成型块的活动空间，将每个上打弯成型块限制在单独的活动空间内，所述隔块位于上打弯成型块下方并将相邻两个下打弯成型块隔开和固定。

所述的半导体框架用打弯排片机，其打弯成型机构上固定半导体框架的位置设置传感器检测半导体框架是否放入正确位置，当该传感器检测到框架放入正确位置时，PLC控制系统才向所述伺服电机发送工作指令。

所述的半导体框架用打弯排片机，其送料机构包括皮带输送机构、固定在皮带上的推框架机构、置于工作台上的料盒和固定在工作台下方的精密丝杆，所述推框架机构具有正对料盒中的半导体框架的推杆，所述皮带输送机构正向或逆向运动时带动推框架机构运动，推杆前进将料盒中的一个半导体框架推入打弯成型机构后退回，所述精密丝杆带动工作台下降一个步距，推杆再次运动将另一个半导体框架推入打弯成型机构后退回，依次往复，直到料盒中的半导体框架被完全推入打弯成型机构。

所述的半导体框架用打弯排片机，其排片预热机构具有出料拉杆和预热轨道，半导体框架被打弯成型后，下限行传感器发送信号给PLC控制系统，PLC控制系统发出指令使出料拉杆将半导体框架从打弯成型机构中拉至预热轨道上，在预热轨道下方安装有加热器对整个预热轨道进行加热，预热轨道将半导体框架加热并运输至上料架。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：半导体框架用打弯排片机集送料、打弯成型和排片预热于同一自动化系统，由PLC控制系统总体控制，协调运动，实现半导体框架打弯与排片预热自动化，并且打弯成型机构可同时对多个半导体框架进行打弯成型，提高了生产效率，打弯成型机构可通过调整限位柱的高度或者传感器固定座上的传感器的位置从而调整半导体框架的打弯角度，设备应用范围更广。

附图说明

图1为打弯成型机构结构示意图。

图2为打弯成型机构中的一种上打弯成型块的立体结构示意图。

图3为打弯成型机构中的另一种上打弯成型块的立体结构示意图。

图4为打弯成型机构中的下打弯成型块的立体结构示意图。

图5为送料机构结构示意图。

图6为排片预热机构结构示意图。

图7为半导体框架用打弯排片机的送料机构、打弯成型机构和排片预热机构位置关系示意图。

图中，1-伺服电机，2-滚珠丝杆，3-支撑柱，4-运动板，5-导柱，6-机架，7-隔块，8-上打弯成型块，9-下打弯成型块，10-限位柱，11-上盖板，12-边挡块，13-上限行传感器，14-下限行传感器，15-感应片，16-传感器固定座，17-固定板，18-联轴器，19-半导体框架，20-直线轴承，21-皮带输送机构，22-推框架机构，23-工作台，24-料盒，25-精密丝杆，26-推杆，27-出料拉杆，28-送料机构的机架，29-打弯成型机构安放位置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

半导体框架用打弯排片机主要分为四个部分：送料机构、打弯成型机构、排片预热机构和PLC控制系统。图7中显示了送料机构(区域A)、打弯成型机构(区域B)、排片预热机构(区域C)三者的位置关系，PLC控制系统对三者进行控制：PLC控制系统控制送料机构将半导体框架送入打弯成型机构进行打弯成型，控制排片预热机构从打弯成型机构中拉出已经打弯成型的半导体框架，并对半导体框架进行排片预热。PLC控制系统未在图7中显示。

半导体框架用打弯排片机的核心结构是打弯成型机构，打弯成型机构的结构如图1所示。打弯成型机构包括伺服电机1、滚珠丝杆2、运动板4和机架6，机架6与伺服电机1之间的相对位置固定，它们的固定方式可以采用：伺服电机1上设置固定板17，机架6通过支撑柱3连接固定在该固定板17上从而使机架6与伺服电机1的相对位置固定。运动板4的中心设置一个螺纹孔，该螺纹孔与滚珠丝杆2可以螺纹匹配固定，因此运动板4通过中部螺纹孔固定在滚珠丝杆2上。伺服电机与滚珠丝杆通过联轴器18连接使伺服电机能驱动滚珠丝杆2正向转动或者逆向转动，正向转动时带动运动板4向下运动，逆向转动时使运动板4向上运动。机架6上端面间隔设置活动的上打弯成型块8和固定的下打弯成型块9，一种具体的实施方式是，每一个打弯成型机构有三个上打弯成型块和两个下打弯成型块，两个下打弯成型块分布在三个上打弯成型块之间，位于两边的上打弯成型块只需要一侧具有凹槽用于固定半导体框架，其结构如图2所示，而位于中间的上打弯成型块需要两侧都具有凹槽，其结构如图3所示，这样三个上打弯成型块可以同时打弯两块半导体框架。每个上打弯成型块8上方设置上盖板11，每个上打弯成型块8均通过导柱5固定连接在运动板4上，滚珠丝杆2转动使运动板4向上运动时，导柱5带动上打弯成型块8也向上运动，滚珠丝杆2转动使运动板4向下运动时，导柱5也带动上打弯成型块8向下运动，半导体框架19的两边由两个相邻的上打弯成型块8分别固定，固定方式是：上打弯成型块的侧面具有凹槽，半导体框架的侧边能插入该凹槽中从而被固定，如图2和图3所示。当上打弯成型块向下运动时会打弯半导体框架。半导体框架19的中部由下打弯成型块9和上盖板11边缘联合固定，具体方式是：下打弯成型块9的上端面中部设置凹槽，如图4所示，上盖板11的边缘与下打弯成型块9的凹槽侧壁上端面配合，联合固定半导体框架的中部，联合固定是指下打弯成型块固定在机架上并且位于半导体框架的中部下方支撑半导体框架的中部，同时上盖板边缘扣在半导体框架的中部上方压住半导体框架的中部而形成的联合固定。下打弯成型块中部的凹槽也便于排片预热机构的出料拉杆伸入凹槽中将打弯后的半导体框架拉出。运动板4一侧设置感应片15，在该感应片15的上方和下方分别固定上限行传感器13和下限行传感器14，机架6下方设置传感器固定座16，所述上限行传感器13和下限行传感器14都固定在该传感器固定座16上。感应片15与上限行传感器13接触时运动板4停止向上运动，感应片15与下限行传感器14接触时运动板4停止向下运动。半导体框架放入正确位置后，伺服电机驱动滚珠丝杆转动，运动板向下运动，感应片随之下行，此过程中打弯半导体框架，当感应片下行到下限行感应器处，则打弯动作停止，框架打弯成型完成，这时伺服电机则反向转动，回到原位，当感应片移动到上限行传感器位置时，则伺服电机动作停止。在上、下打弯成型块加工时，要对上、下打弯成型块表面进行抛光处理，以避免在打弯的过程中半导体框架被上、下打弯成型块所划伤而影响产品质量。通过调整上、下限行传感器的位置可以调整框架打弯的角度，简单高效，操作方便。

为保证各打弯成型块运动一致平稳，导柱的长度小于或等于0.005mm，且机架下方还安装有直线轴承20对机架进行固定，以保证导柱运动平稳。这样就可以保证各个半导体框架的打弯成型高度一致，已达到精细打弯的目的。

为了使打弯成型机构能够将半导体框架打弯成不同角度，在上打弯成型块的下端设置高度能够调节的限位柱10，上打弯成型块通过该限位柱与所述导柱固定连接。通过调节该限位柱的高度，可以调节半导体框架打弯成型的角度。

为了使上、下打弯成型块的活动空间受到限制和保护，机架上设置边挡块12和隔块7，该边挡块12与上盖板11、下打弯成型块9配合围成多个上打弯成型块8的活动空间，将每个上打弯成型块8限制在单独的活动空间内，隔块7位于上打弯成型块8下方并将相邻两个下打弯成型块9隔开和固定。

打弯成型机构上固定半导体框架19的位置设置传感器(图中未显示)检测半导体框架是否放入正确位置，当该传感器检测到框架放入正确位置时，PLC控制系统才向伺服电机1发送工作指令。

送料机构如图5所示。送料机构包括皮带输送机构21、固定在皮带上的推框架机构22、置于工作台23上的料盒24和固定在工作台下方的精密丝杆25，精密丝杆可带动工作台自动升降。皮带输送机构21包括伺服电机、带轮和皮带，伺服电机提供运输动力，带轮起到制成皮带的作用，皮带在伺服电机的驱动下运动，当皮带将推框架机构22向料盒所在方向运输时为正向运输，当皮带带动推框架机构22远离料盒所在方向时的运输为反向运输。料盒中有多个半导体框架，呈上下堆叠方式排列在料盒中，并且各个半导体框架是相对独立的，因此可以逐个将料盒中的半导体框架推入打弯成型机构中。推框架机构22具有正对料盒24中的半导体框架的推杆26，皮带输送机构21正向或逆向运动时带动推框架机构运动，推杆前进将料盒中的一个半导体框架推入打弯成型机构后退回，精密丝杆25带动工作台23下降一个步距，此时位于较高位置的另一个半导体框架位置下降到正对推杆，推杆再次运动将该半导体框架推入打弯成型机构后退回，依次往复，直到料盒中的半导体框架被完全推入打弯成型机构。送料机构的机架28对皮带输送机构21、工作台23等起到支撑作用，打弯成型机构安放位置29在料盒旁边，因此推杆可将料盒中的半导体框架推入打弯成型机构中。工作台23下方也设置了直线轴承20，使工作台更加稳定。

如图6所示，排片预热机构具有出料拉杆27和预热轨道(如图7中C区域所示)，运动板向下运动使半导体框架逐渐被打弯，当运动板上的感应片运动到下行传感器位置时，半导体框架被打弯成型，下限行传感器发送信号给PLC控制系统，PLC控制系统发出指令使出料拉杆将半导体框架从打弯成型机构中拉至预热轨道上，在预热轨道下方安装有加热器对整个预热轨道进行加热，预热轨道将半导体框架加热并运输至上料架。半导体框架上有通孔，而出料拉杆有可穿过通孔的杆状结构，出料拉杆在伺服电机的驱动下，从上方插入半导体框架的通孔中，并将半导体框架从上、下打弯成型块的侧面拉出。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种半导体框架用打弯排片机，其特征在于包括送料机构、打弯成型机构、排片预热机构和PLC控制系统，所述PLC控制系统控制送料机构将半导体框架送入打弯成型机构进行打弯成型，控制排片预热机构从打弯成型机构中拉出已经打弯成型的半导体框架，并对半导体框架进行排片预热；所述打弯成型机构包括伺服电机(1)、滚珠丝杆(2)、运动板(4)和机架(6)，所述机架(6)与所述伺服电机(1)之间的相对位置固定，所述运动板(4)通过中部螺纹孔固定在滚珠丝杆上，所述伺服电机(1)驱动滚珠丝杆(2)正向转动或者逆向转动；所述机架(6)上端面间隔设置活动的上打弯成型块(8)和固定的下打弯成型块(9)，每个上打弯成型块上方设置上盖板(11)，每个上打弯成型块均通过导柱(5)固定连接在运动板(4)上，滚珠丝杆(2)转动使运动板(4)向上或向下运动，导柱(5)带动上打弯成型块(8)进行相应的运动，半导体框架(19)的两边由两个相邻的上打弯成型块(8)分别固定，半导体框架(19)的中部由下打弯成型块(9)和上盖板(11)边缘联合固定；所述运动板(4)一侧设置感应片(15)，在该感应片(15)的上方和下方分别固定上限行传感器(13)和下限行传感器(14)，感应片(15)与上限行传感器(13)接触时运动板(4)停止向上运动，感应片(15)与下限行传感器(14)接触时运动板(4)停止向下运动。

2.根据权利要求1所述的半导体框架用打弯排片机，其特征在于所述伺服电机与滚珠丝杆通过联轴器(18)连接使伺服电机能驱动滚珠丝杆转动；所述伺服电机上设置固定板(17)，机架(6)通过支撑柱(3)连接固定在该固定板(17)上使机架(6)与伺服电机(1)的相对位置固定。

3.根据权利要求1所述的半导体框架用打弯排片机，其特征在于所述机架下方设置传感器固定座(16)，所述上限行传感器和下限行传感器都固定在该传感器固定座上；所述机架下方还安装有直线轴承(20)对机架进行固定，以保证导柱运动平稳。

4.根据权利要求1所述的半导体框架用打弯排片机，其特征在于所述导柱的长度小于或等于0.005mm；所述上打弯成型块的下端设置高度能够调节的限位柱(10)，上打弯成型块通过该限位柱与所述导柱固定连接。

5.根据权利要求1所述的半导体框架用打弯排片机，其特征在于所述上打弯成型块的侧面具有凹槽，半导体框架的侧边能插入该凹槽中从而被固定，所述下打弯成型块的上端面中部设置凹槽，所述上盖板的边缘与下打弯成型块的凹槽侧壁上端面配合，联合固定半导体框架的中部。

6.根据权利要求1或5所述的半导体框架用打弯排片机，其特征在于所述联合固定是指下打弯成型块固定在机架上并且位于半导体框架的中部下方支撑半导体框架的中部，同时上盖板边缘扣在半导体框架的中部上方压住半导体框架的中部而形成的联合固定。

7.根据权利要求1所述的半导体框架用打弯排片机，其特征在于所述机架上设置边挡块(12)和隔块(7)，该边挡块与上盖板、下打弯成型块配合围成多个上打弯成型块的活动空间，将每个上打弯成型块限制在单独的活动空间内，所述隔块位于上打弯成型块下方并将相邻两个下打弯成型块隔开和固定。

8.根据权利要求1所述的半导体框架用打弯排片机，其特征在于所述打弯成型机构上固定半导体框架的位置设置传感器检测半导体框架是否放入正确位置，当该传感器检测到框架放入正确位置时，PLC控制系统才向所述伺服电机发送工作指令。

9.根据权利要求1所述的半导体框架用打弯排片机，其特征在于所述送料机构包括皮带输送机构(21)、固定在皮带上的推框架机构(22)、置于工作台(23)上的料盒(24)和固定在工作台下方的精密丝杆(25)，所述推框架机构具有正对料盒中的半导体框架的推杆(26)，所述皮带输送机构正向或逆向运动时带动推框架机构运动，推杆前进将料盒中的一个半导体框架推入打弯成型机构后退回，所述精密丝杆带动工作台下降一个步距，推杆再次运动将另一个半导体框架推入打弯成型机构后退回，依次往复，直到料盒中的半导体框架被完全推入打弯成型机构。

10.根据权利要求1所述的半导体框架用打弯排片机，其特征在于所述排片预热机构具有出料拉杆和预热轨道，半导体框架被打弯成型后，下限行传感器发送信号给PLC控制系统，PLC控制系统发出指令使出料拉杆将半导体框架从打弯成型机构中拉至预热轨道上，在预热轨道下方安装有加热器对整个预热轨道进行加热，预热轨道将半导体框架加热并运输至上料架。