CN109712900A - 半导体焊片排布装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了半导体生产领域内的半导体焊片排布装置，包括支撑机构、动力机构、上料机构和下料机构，上料机构和下料机构并排设置在支撑机构上，动力机构与上料机构、下料机构均连接，上料机构包括上、下均开口的集料框，集料框的两个相对的侧端均转动连接有摆臂，两个摆臂的上端与上端之间、下端与下端之间均固定连接有承载框，承载框上可拆卸连接有布料板，布料板上端设有布料槽，布料槽的底部设有若干呈矩阵分布的阶梯状的布料孔，布料板的中部设有负压腔，布料孔均与负压腔连通，上料机构的其中一个摆臂连接有偏心摆杆，偏心摆杆与动力机构连接，动力机构与负压腔连通并提供负压。本发明可解决现有技术中二极管的焊片排布效率低的问题。

Description

半导体焊片排布装置

技术领域

本发明涉及半导体生产装置领域，具体涉及一种半导体焊片排布装置。

背景技术

电子行业作为科技行业的基础，其涉及到的二极管、三极管等半导体件是支撑科技发展的重要产品，二极管在生产过程中需要进行封装，即将芯片与外界隔离，芯片仅通过引脚与其他器件连接，芯片与引脚之间通过焊接实现连接。现有焊接过程采用隧道式焊接炉进行，具体的是将二极管的引脚批量排布在一个石墨舟上，然后将焊片一粒粒的放入石墨舟上对应每个引脚的孔洞内，再对应放入芯片，再在芯片上放一层焊片，随后再插放一层引脚，最后将石墨舟整体放入隧道式焊接炉进行焊接。

上述装料过程中焊片的放置方式传统的为人工一粒一粒的放，效率极低，后发展出用石墨舟内部设置负压通道，表面开设与引脚排布对应的矩阵状孔洞，将焊片手动倾倒在石墨舟上，人工摇晃使之均匀落入孔洞排布后倾倒掉多余焊片，再将之扣覆在装填有引脚的石墨舟上，然后撤去负压手动敲击使焊片脱离落到引脚端部的方式，但是仍然需要较多的人工操作，且一人一次仅能进行焊片排布、焊片装填中的一个工序，效率仍然较低，且需要连续不断的重复操作同一动作，对工人的劳动强度要求较高，极易疲劳造成操作失误、漏填焊片等，使得二极管产品的不合格率难以控制到相对较低的水平。

发明内容

本发明意在提供半导体焊片排布装置，以解决现有技术中二极管的焊片排布效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：半导体焊片排布装置，包括支撑机构、动力机构、上料机构和下料机构，上料机构和下料机构并排设置在支撑机构上，动力机构与上料机构、下料机构均连接，上料机构包括上、下均开口的集料框，集料框的下端呈漏斗状，集料框的角点上设有与支撑机构连接的支撑柱，集料框的两个相对的侧端均转动连接有摆臂，两个摆臂的上端与上端之间、下端与下端之间均固定连接有承载框，承载框上可拆卸连接有布料板，布料板上端设有布料槽，布料槽的底部设有若干呈矩阵分布的阶梯状的布料孔，布料板的中部设有负压腔，布料孔均与负压腔连通，上料机构的其中一个摆臂连接有偏心摆杆，偏心摆杆与动力机构连接，动力机构与负压腔连通并提供负压。

本方案的原理是：实际应用时，支撑机构作为整体的主要支撑结构承载主要的重力载荷，动力机构作为动力源为上料机构、下料机构提供动力，上料机构用于将焊片自动按需要的排列方式高效排布，下料机构用于将排布好的焊片对应的放到在石墨舟上排布好的引脚上。集料框用于拦阻排布过程中下落的焊片并对之下落的范围进行限定，支撑柱用于支撑集料框，布料板用于装载焊片并使之呈与引脚对应的矩阵分布，布料孔作为单个焊片的装载结构，布料槽作为布料板上大量焊片的堆放部位，负压腔作为负压通道在布料孔内形成负压将焊片吸附，承载框用于放置布料板，转动连接的摆臂用于驱动承载框及其上的布料板摆动，使得堆放于布料板上的焊片分散在每一个布料孔内，以完成焊片的排布。

本方案的优点是：1、采用机械驱动进行焊片的排布，不需要人工过多的操作，焊片排布效率高；2、采用上、下两个布料板同步摆动可同时进行焊片的排布，效率相比传统的技术翻倍；3、采用一上一下两个布料板同时使用，配合集料框可以方便快捷的对摆动布料过程中洒落的焊片进行收集使用，不用像现有技术一样单独用纸张或薄膜垫在工作面上承接洒落的焊片，也可防止焊片四处洒落造成浪费。

进一步，下料机构包括撞击板，撞击板的一端固定有竖向的支板、相对的另一端固定有竖向的排气板，支板和排气板的底端均固定在支撑机构上，撞击板内部设有若干呈矩阵分布的收纳腔，收纳腔内设有导磁的撞击件，撞击件贯穿撞击板的底部，撞击板的上端滑动连接有磁铁条。使用时装载有引脚的石墨舟放置在撞击板下方，装载有焊片的布料板扣覆在石墨舟上，撞击板用于撞击布料板使得其上的焊片能够全部脱离，支板和排气板对撞击板提供支撑，撞击件与磁铁条配合，磁铁条滑动过程中逐段驱动撞击件竖向移动对布料板进行撞击，使得布料板上的焊片全部脱离。

进一步，支撑机构为支撑板，动力机构为竖向安装的双轴伸电机，双轴伸电机的一端穿过支撑板后与偏心摆杆连接，双轴伸电机的另一端连接有负压叶轮，负压叶轮安装于负压箱内，负压箱的进气端连接有负压接头，负压接头上设有至少四个负压接口，每个负压接口均通过软管与布料板的负压腔连通。作为优选这样可在驱动摆臂摆动的同时产生负压动力将焊片吸附在布料板上的布料孔内，至少四个负压接口可以同时连接四个布料板，两个用于布料，一个用于下料，另一个可进行准备，这样同时有多个布料板使用，焊片的排布效率更高。

进一步，负压箱的排气端连接有主排气管，主排气管上通过三通阀连接有支排气管，支排气管位于支撑板的下方，排气板内部设有竖向的空腔，空腔内滑动连接有浮板，排气板的顶端侧壁上开有排气口，排气口上边沿与排气板顶端内壁的距离等于浮板的厚度，排气板的底端与主排气管连通，浮板连接有拉索，拉索与磁铁条固定连接，磁铁条与支板之间连接有拉簧。作为优选这样利用负压产生过程中排出的气体作为动力可控制磁铁条的移动，充分利用产生的动力，可进一步简化操作，提高效率。

进一步，撞击件包括滑动连接在收纳腔内的导磁板，导磁板的底端固定连接有撞针，收纳腔的底部设有贯穿到撞击板外侧的通道，撞针穿设在通道内，导磁板的横截面积大于通道的横截面积，导磁板的底端与收纳腔的底壁之间设有套设在撞针外的压簧。作为优选导磁板在磁铁条移动的过程中可被向上吸附提起，磁铁条移走后导磁板落下，过程中带动撞针竖向移动，惯性作用下撞针突出撞击板表面对布料板进行定点撞击，使得含片从布料板上脱离，压簧对撞针进行缓冲，避免撞针损坏。

进一步，排气板朝向支板的侧端设有过孔，过孔内设有密封块，密封块上设有穿孔，拉索穿过穿孔连接在浮板的底端，过孔位于撞击板的上方，排气板内部对应撞击板的高度位置设有限位凸起，浮板位于限位凸起上方。作为优选这样可保证排气板内具有一定的气密性，有利于浮板在气流作用下有效移动，并保证没有气流进入时浮板不会下落拉动拉索带动磁铁条。

进一步，偏心摆杆与双轴伸电机之间连接有谐波减速器。作为优选这样设置使得偏心摆杆与负压叶轮之间存在速度差，使得双轴伸电机可有效的同时驱动偏心摆杆和负压叶轮，且占用空间小不影响偏心摆杆的摆动。

进一步，集料框的两个相对的侧端与摆臂之间的转动连接为球铰连接。作为优选采用球铰连接使得摆臂可驱动承载框在平面内做更大范围的摆动，使得布料板上的焊片分散更加均匀，有利于布料板上每个布料孔中均分布有焊片。

进一步，位于集料框的下方的承载框的下方设有接料盘，位于接料盘下方的支撑柱之间连接有支撑框，接料盘置于支撑框上。作为优选这样可对摆动过程中洒落的焊片进一步收集，通过接料盘可将焊片便捷的转移到布料板上。

附图说明

图1为本发明实施例的局部剖视图；

图2为图1中A处的放大视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：布料板1、集料框2、承载框3、球铰4、摆臂5、接料盘6、支撑框7、支撑板8、负压接头9、负压接口10、负压箱11、双轴伸电机12、主排气管13、三通阀14、支排气管15、谐波减速器16、偏心摆杆17、浮板18、空腔19、排气板20、排气口21、拉索22、撞击板23、磁铁条24、拉簧25、支板26、收纳腔27、导磁板28、压簧29、撞针30。

实施例基本如附图1所示：半导体焊片排布装置，包括支撑板8、动力机构、上料机构和下料机构，上料机构和下料机构并排设置在支撑板8上，动力机构分别与上料机构、下料机构均连接，上料机构包括上、下均开口的集料框2，集料框2的下端呈漏斗状，集料框2的角点上焊接有放置在支撑板8上的支撑柱，集料框2的左、右侧端均通过球铰4连接有摆臂5，两个摆臂5的上端与上端之间、下端与下端之间均焊接有承载框3，承载框3为角钢焊接制成，承载框3的内侧放置有布料板1，布料板1上端设有布料槽，布料槽的底部设有若干呈矩阵分布的阶梯状的布料孔，布料板1的中部设有负压腔，布料孔均与负压腔连通，上料机构的左侧摆臂5连接有偏心摆杆17，偏心摆杆17与动力机构连接，动力机构与负压腔连通并提供负压。位于集料框2的下方的承载框3的下方设有接料盘6，位于接料盘6下方的支撑柱之间连接有支撑框7，接料盘6置于支撑框7上。

下料机构包括撞击板23，结合图2所示，撞击板23的左端螺栓固定有竖向的支板26、右端螺栓固定有竖向的排气板20，支板26和排气板20的底端均固定在支撑板8上。撞击板23内部设有若干呈矩阵分布的收纳腔27，收纳腔27内设有导磁的撞击件。撞击件包括滑动连接在收纳腔27内的导磁板28，导磁板28为铁片，导磁板28的底端一体成型有撞针30，收纳腔27的底部设有贯穿到撞击板23外侧的通道，撞针30穿设在通道内。导磁板28的横截面积大于通道的横截面积，导磁板28的底端与收纳腔27的底壁之间设有套设在撞针30外的压簧29。撞击板23的上端设有滑槽，滑槽内滑动有磁铁条24。

动力机构为竖向安装的双轴伸电机12，双轴伸电机12的上端输出轴穿过支撑板8后与偏心摆杆17连接，偏心摆杆17与双轴伸电机12之间连接有谐波减速器16。双轴伸电机12的下端输出轴键连接有负压叶轮，负压叶轮安装于负压箱11内，负压箱11的进气端连接有负压接头9，负压接头9上设有至少四个负压接口10，每个负压接口10均通过软管与一个布料板1的负压腔连通，每个软管上均设有阀门。

负压箱11的排气端连接有主排气管13，主排气管13上通过三通阀14连接有支排气管15，支排气管15位于支撑板8的下方，排气板20内部设有竖向的空腔19，空腔19内滑动连接有浮板18，排气板20的顶端侧壁上开有排气口21，排气口21上边沿与排气板20顶端内壁的距离等于浮板18的厚度，排气板20的底端与主排气管13连通，浮板18连接有拉索22，拉索22与磁铁条24固定连接，磁铁条24与支板26之间连接有拉簧25。排气板20朝向支板26的侧端设有过孔，过孔内设有密封块，密封块上设有穿孔，拉索22穿过穿孔连接在浮板18的底端，过孔位于撞击板23的上方，排气板20内部对应撞击板23的高度位置设有限位凸起，浮板18位于限位凸起上方。

具体实施过程如下：使用时，在两个承载框3上均放置布料板1，并在两个布料板1上均倾倒部分焊片，启动双轴伸电机12，双轴伸电机12的上端输出轴通过谐波减速器16驱动偏心摆杆17转动，偏心摆杆17驱动左侧的摆臂5绕球铰4摆动，左侧的摆臂5摆动通过承载框3的连接使得右侧的摆臂5跟随摆动，而位于两者之间的承载框3自然也跟随摆动，进而使得焊片在布料板1上摇晃分散。双轴伸电机12工作的过程中下端输出轴在负压箱11内带动负压叶轮转动在负压接头9内产生负压，而负压箱11排出的气流通过三通阀14控制从支排气管15排出。而负压接头9通过软管连接布料板1，进而在布料板1的负压腔及布料孔内形成负压，配合对布料板1的摇晃使得焊片在布料板1上的布料孔内一一排布，布料孔的阶梯面深度对焊片进行限位保证每个布料孔内仅能吸附一个焊片。根据加工需要选择将上方的布料板1取下或将两个布料板1均取下进行焊片装填到引脚的操作，过程中多余的焊片可以倾倒在下方的布料板1上或接料盘6中。

将焊片装填到引脚的操作包括将按矩阵排列插放好引脚的石墨舟放在撞击板23的下方并对齐，必要时可设置挡块进行对齐。然后将一个排布满焊片的布料板1保持负压状态扣覆在石墨舟上端并对齐，必要时可设置挡块进行对齐。然后将与该布料板1相连的软管上的阀门关闭，此时该布料板1失去负压，部分焊片会自行落到引脚上，但是通常仍有部分未脱落。此时操控三通阀14使得负压箱11排出的气流从主排气管13进入排气板20内部空腔19中，气流在排气板20内部空腔19中吹动浮板18向上移动，持续的气流使得浮板18一直向上移动直至与排气板20顶部相抵。浮板18向上移动的过程中带动拉索22，拉索22穿过密封块上的穿孔拉动磁铁条24克服拉簧25的作用向排气板20移动，磁铁条24移动过程中通过磁力逐排吸附撞击板23内部收纳腔27中的导磁板28向上移动后再自行落下，使得撞针30跟随导磁板28提起后落下，撞针30落下过程中由于惯性会相对原始位置向下移动一段距离穿出到撞击板23的下端外侧，进而对位于撞击板23下方的布料板1造成逐排的撞击，使得其上的焊片全部脱落至引脚上。磁铁条24移动到与排气板20相抵后，此时浮板18与排气板20内部空腔19的顶壁相抵，使得排气口21打开可对主排气管13泄压。此时可在此调整三通阀14使得负压箱11排出的气流从支排气管15排出，此时浮板18失去气流的冲击力，拉索22对磁铁条24失去拉力，拉簧25拉动磁铁条24复位，可再次驱动撞针30撞击布料板1，可进一步保证布料板1上的焊片全部脱落。上述过程中人工操作部分仅有将焊片倾倒在布料板1上、布料板1的拿取、阀门和三通阀14的控制等简单操作，焊片的排布及填料均为自动完成，且过程中充分利用双轴伸电机12输出的动力及其转化而来的动力，生产效率更高，更加节能。

Claims (9)

1.半导体焊片排布装置，其特征在于：包括支撑机构、动力机构、上料机构和下料机构，所述上料机构和下料机构并排设置在支撑机构上，动力机构与上料机构、下料机构均连接，上料机构包括上、下均开口的集料框，集料框的下端呈漏斗状，集料框的角点上设有与支撑机构连接的支撑柱，集料框的两个相对的侧端均转动连接有摆臂，两个摆臂的上端与上端之间、下端与下端之间均固定连接有承载框，承载框上可拆卸连接有布料板，布料板上端设有布料槽，布料槽的底部设有若干呈矩阵分布的阶梯状的布料孔，布料板的中部设有负压腔，布料孔均与负压腔连通，上料机构的其中一个摆臂连接有偏心摆杆，偏心摆杆与动力机构连接，动力机构与负压腔连通并提供负压。

2.根据权利要求1所述的半导体焊片排布装置，其特征在于：所述下料机构包括撞击板，撞击板的一端固定有竖向的支板、相对的另一端固定有竖向的排气板，支板和排气板的底端均固定在支撑机构上，撞击板内部设有若干呈矩阵分布的收纳腔，收纳腔内设有导磁的撞击件，撞击件贯穿撞击板的底部，撞击板的上端滑动连接有磁铁条。

3.根据权利要求2所述的半导体焊片排布装置，其特征在于：所述支撑机构为支撑板，所述动力机构为竖向安装的双轴伸电机，双轴伸电机的一端穿过支撑板后与所述偏心摆杆连接，双轴伸电机的另一端连接有负压叶轮，负压叶轮安装于负压箱内，负压箱的进气端连接有负压接头，负压接头上设有至少四个负压接口，每个负压接口均通过软管与布料板的负压腔连通。

4.根据权利要求3所述的半导体焊片排布装置，其特征在于：所述负压箱的排气端连接有主排气管，主排气管上通过三通阀连接有支排气管，支排气管位于支撑板的下方，所述排气板内部设有竖向的空腔，空腔内滑动连接有浮板，排气板的顶端侧壁上开有排气口，排气口上边沿与排气板顶端内壁的距离等于浮板的厚度，排气板的底端与主排气管连通，浮板连接有拉索，拉索与所述磁铁条固定连接，磁铁条与所述支板之间连接有拉簧。

5.根据权利要求4所述的半导体焊片排布装置，其特征在于：所述撞击件包括滑动连接在收纳腔内的导磁板，导磁板的底端固定连接有撞针，收纳腔的底部设有贯穿到撞击板外侧的通道，撞针穿设在通道内，导磁板的横截面积大于通道的横截面积，导磁板的底端与收纳腔的底壁之间设有套设在撞针外的压簧。

6.根据权利要求5所述的半导体焊片排布装置，其特征在于：所述排气板朝向支板的侧端设有过孔，过孔内设有密封块，密封块上设有穿孔，拉索穿过穿孔连接在浮板的底端，过孔位于撞击板的上方，排气板内部对应撞击板的高度位置设有限位凸起，浮板位于限位凸起上方。

7.根据权利要求6所述的半导体焊片排布装置，其特征在于：所述偏心摆杆与双轴伸电机之间连接有谐波减速器。

8.根据权利要求1-7任一所述的半导体焊片排布装置，其特征在于：集料框的两个相对的侧端与摆臂之间的转动连接为球铰连接。

9.根据权利要求8所述的半导体焊片排布装置，其特征在于：位于集料框的下方的承载框的下方设有接料盘，位于接料盘下方的支撑柱之间连接有支撑框，接料盘置于支撑框上。