CN109950179B - 一种用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，包括底板、固定板、成品盒、控制器、分拣机构和两个移动机构，分拣机构包括第一滑块、第二滑块、气缸、顶针、拾取组件、高清摄像头和四个丝杆，移动机构包括移动板、移动组件、驱动组件和竖板，该用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置通过移动机构可带动分拣机构进行移动，通过分拣机构中的气缸带动顶针向上移动，支撑合格的芯片上移，利用拾取组件进行拾取，海绵块可避免芯片过度受挤压而损坏，而后通过移动机构将第二滑块移动至成品盒上方，将芯片放入成品盒内，如此依次对各个芯片进行检测拾取，完成了分拣工作，减轻工人负担，提高分拣效率，从而提高了设备的实用性。

Description

一种用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置

技术领域

本发明涉及芯片分拣设备领域，特别涉及一种用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置。

背景技术

芯片大量应用于电子工业中，芯片通常比较小，而且结构不规则，半导体芯片是将不同尺寸的晶片切断成所定大小，为了避免切断时半导体芯片凌乱，晶片表面粘接具有粘接性的保持带，由晶片切断装置等从表面侧切断晶片，接着再通过分拣将保持带上合格的晶片取下，而残次品留在保持带上。

但是现有的芯片分拣一般都是采用人工的方式来进行，人工分拣存在着大量的缺点，分拣时，容易将合格的芯片误判成不合格的芯片，同时不合格的芯片误判成合格的芯片，不仅如此，人工分拣的效率即为低下，在分拣过程中，容易用力过大挤压芯片，造成芯片受损，不利于电子产品的大规模生产工作和电子工业的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，包括底板、固定板、成品盒、控制器、分拣机构和两个移动机构，所述固定板和成品盒均固定在底板的上方，所述控制器固定在固定板上，所述控制器内设有PLC，所述分拣机构位于两个移动机构之间，所述固定板和成品盒分别设置在分拣机构的两侧；

所述分拣机构包括第一滑块、第二滑块、气缸、顶针、拾取组件、高清摄像头和四个丝杆，所述第一滑块套设在其中两个丝杆上，所述第二滑块套设在另外两个丝杆上，所述第一滑块的与丝杆的连接处和第二滑块与丝杆的连接处均设有与丝杆匹配的螺纹，所述第一滑块位于第二滑块的下方，所述气缸的缸体固定在第一滑块的上方，所述气缸的气杆的顶端与顶针固定连接，所述拾取组件和高清摄像头均位于第二滑块的下方，所述高清摄像头和气缸均与PLC电连接，所述移动机构与丝杆传动连接；

所述移动机构包括移动板、移动组件、驱动组件和竖板，所述移动组件位于移动板的下方，所述竖板固定在移动板的上方，所述驱动组件位于竖板的靠近分拣机构的一侧，所述驱动组件包括第一电机、第一齿轮和四个第二齿轮，所述第一电机固定在竖板上，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第一齿轮传动连接，四个第二齿轮周向均匀分布在第一齿轮的外周，所述第二齿轮与丝杆一一对应，所述第二齿轮固定在丝杆上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合。

作为优选，为了便于确定芯片的位置，所述第一滑块的四角处的上方均设有接收器，所述第二滑块的四角处的下方均设有光束发射器，所述接收器与光束发射器一一对应，所述接收器和光束发射器均与PLC电连接。

作为优选，为了便于安全拾取芯片，所述拾取组件包括竖管和吸盘，所述吸盘固定在竖管的底端，所述竖管固定在第二滑块的下方，所述竖管的外周设有若干开口，所述开口周向均匀分布在竖管的顶端的外周，所述竖管内从上而下一侧设有风机、横板、弹簧、连接板和海绵块，所述风机固定在竖管内的顶部，所述风机与PLC电连接，所述横板固定在竖管内，所述连接板通过弹簧设置在横板的下方，所述海绵块固定在连接板的下方。

作为优选，为了保证连接板的平稳移动，所述弹簧的两侧均设有限位块和限位杆，所述限位块通过限位杆固定在连接板的上方，所述横板套设在限位杆上。

作为优选，为了驱动移动板移动，所述移动组件包括第二电机和两个滚轮，所述第二电机固定在移动板的下方，两个滚轮分别位于第二电机的两侧，所述第二电机与滚轮传动连接，所述第二电机与PLC电连接。

作为优选，为了保证第二电机的驱动力，所述第二电机为直流伺服电机。

作为优选，为了保证竖板的稳定移动，所述竖板的远离驱动组件的一侧设有滑环和滑轨，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在底板的上方，所述滑环套设在滑轨上。

作为优选，为了支撑丝杆旋转，所述丝杆的两端均设有套管，所述套管固定在竖板上。

作为优选，为了便于放置粘接芯片的保持带，所述固定板的靠近拾取组件的一侧设有支撑环，所述支撑环垂直固定在上。

作为优选，为了避免保持带滑动，所述固定板的靠近拾取组件的一侧还设有定位环，所述定位环固定在固定板上，所述支撑环的外周抵靠在定位环的内壁上。

本发明的有益效果是，该用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置通过移动机构可带动分拣机构进行移动，通过分拣机构中的气缸带动顶针向上移动，支撑合格的芯片上移，利用拾取组件进行拾取，海绵块可避免芯片过度受挤压而损坏，而后通过移动机构将第二滑块移动至成品盒上方，将芯片放入成品盒内，如此依次对各个芯片进行检测拾取，完成了分拣工作，减轻工人负担，提高分拣效率，从而提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置的结构示意图；

图2是图1的A部放大图；

图3是本发明的用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置的拾取组件的结构示意图；

图4是图1的B部放大图；

图中：1.底板，2.固定板，3.成品盒，4.控制器，5.第一滑块，6.第二滑块，7.气缸，8.顶针，9.高清摄像头，10.丝杆，11.移动板，12.竖板，13.第一电机，14.第一齿轮，15.第二齿轮，16.接收器，17.光束发射器，18.竖管，19.吸盘，20.风机，21.横板，22.弹簧，23.连接板，24.海绵块，25.限位块，26.限位杆，27.第二电机，28.滚轮，29.滑环，30.滑轨，31.套管，32.支撑环，33.定位环。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，包括底板1、固定板2、成品盒3、控制器4、分拣机构和两个移动机构，所述固定板2和成品盒3均固定在底板1的上方，所述控制器4固定在固定板2上，所述控制器4内设有PLC，所述分拣机构位于两个移动机构之间，所述固定板2和成品盒3分别设置在分拣机构的两侧；

用户使用该一体化分拣装置时，通过控制器4操作设备运行，由移动机构带动分拣机构移动，分拣机构对芯片进行检测，将合格的芯片拾取后放置在成品盒3中，而废品、残次品继续保留在保持带上。

如图2所示，所述分拣机构包括第一滑块5、第二滑块6、气缸7、顶针8、拾取组件、高清摄像头9和四个丝杆10，所述第一滑块5套设在其中两个丝杆10上，所述第二滑块6套设在另外两个丝杆10上，所述第一滑块5的与丝杆10的连接处和第二滑块6与丝杆10的连接处均设有与丝杆10匹配的螺纹，所述第一滑块5位于第二滑块6的下方，所述气缸7的缸体固定在第一滑块5的上方，所述气缸7的气杆的顶端与顶针8固定连接，所述拾取组件和高清摄像头9均位于第二滑块6的下方，所述高清摄像头9和气缸7均与PLC电连接，所述移动机构与丝杆10传动连接；

移动机构可带动分拣机构中的丝杆10沿着垂直与固定板2的方向移动，并可带动丝杆10沿着丝杆10自身的轴线旋转，四个丝杆10中，其中两个旋转的丝杆10通过螺纹作用在第一滑块5上，另外两个旋转的丝杆10通过螺纹作用在第二滑块6上，使得第一滑块5和第二滑块6进行同步的移动，通过第二滑块6下方的高清摄像头9拍摄芯片的高清图像，并将图像以数据的形式传递给PLC，PLC根据图像判断芯片是否残缺从而确定芯片是否合格，若芯片不合格，拾取组件和气缸7不动作，若芯片合格，PLC控制气缸7启动，增加气缸7的缸体内的气压，使得气缸7的气杆带动顶针8向上移动，戳破保持带，将芯片向上定期后，拾取组件启动，拾取芯片，而后再由移动机构将合格的芯片移动至成品盒3内，如此依次对保持带上的各个芯片进行检测后，将合格的芯片运输至成品盒3内，便于合格的芯片进行下一步的加工处理，实现了自动分拣功能，与传统的人工分拣相比，该自动分拣设备效率更高，且依靠高清摄像头9检测芯片是否残缺，使得检测精度更高。

如图4所示，所述移动机构包括移动板11、移动组件、驱动组件和竖板12，所述移动组件位于移动板11的下方，所述竖板12固定在移动板11的上方，所述驱动组件位于竖板12的靠近分拣机构的一侧，所述驱动组件包括第一电机13、第一齿轮14和四个第二齿轮15，所述第一电机13固定在竖板12上，所述第一电机13与PLC电连接，所述第一电机13与第一齿轮14传动连接，四个第二齿轮15周向均匀分布在第一齿轮14的外周，所述第二齿轮15与丝杆10一一对应，所述第二齿轮15固定在丝杆10上，所述第二齿轮15与第一齿轮14啮合。

在移动机构中，通过移动组件可带动移动板11进行平移，进而驱动竖板12移动，带动丝杆10、第一滑块5和第二滑块6移动，不仅如此，在竖板12上，PLC可控制驱动组件中的第一电机13启动，带动第一齿轮14旋转，第一齿轮14作用在外周的四个第二齿轮15上，使得第二齿轮15转动，进而带动四个丝杆10同时旋转，使得第一滑块5和第二滑块6进行同步的移动。

作为优选，为了便于确定芯片的位置，所述第一滑块5的四角处的上方均设有接收器16，所述第二滑块6的四角处的下方均设有光束发射器17，所述接收器16与光束发射器17一一对应，所述接收器16和光束发射器17均与PLC电连接。在进行分拣时，PLC控制光束发射器17保持一直运行的状态，向下发射光束，当拾取组件和气缸7移动至与芯片同一直线时，光束发射器17发射的光束能够透过保护带照射在接收器16上，接收器16接收到光束信号后，将信号传递给PLC，使得PLC确定此时芯片、气缸7和拾取组件位于同一直线，否则，当第一滑块5和第二滑块6移动至其他位置时，光束发射器17发射的光束会被芯片遮挡，使得芯片无法接收到光束信息，进而PLC控制移动机构运行，调整第一滑块5和第二滑块6的位置。

如图3所示，所述拾取组件包括竖管18和吸盘19，所述吸盘19固定在竖管18的底端，所述竖管18固定在第二滑块6的下方，所述竖管18的外周设有若干开口，所述开口周向均匀分布在竖管18的顶端的外周，所述竖管18内从上而下一侧设有风机20、横板21、弹簧22、连接板23和海绵块24，所述风机20固定在竖管18内的顶部，所述风机20与PLC电连接，所述横板21固定在竖管18内，所述连接板23通过弹簧22设置在横板21的下方，所述海绵块24固定在连接板23的下方。

当需要对芯片进行拾取时，PLC控制竖管18内的风机20启动，使得竖管18中的空气通过开口排出到外部，竖管18内的压强减小后，将下方的芯片向吸盘19内吸入，芯片向上移动时，与海绵块24接触，海绵块24柔软有弹性，可避免芯片受到强烈的挤压损坏，芯片通过海绵块24带动连接板23上移，使得弹簧22受压缩，同时连接板23堵住竖管18，移动机构带动第二滑块6移动至成品盒3上方，PLC控制风机20停止运行，受压缩的弹簧22为恢复形变，推动连接板23向下移动，此时芯片落入成品盒3中，从而完成了拾取收集工作。

作为优选，为了保证连接板23的平稳移动，所述弹簧22的两侧均设有限位块25和限位杆26，所述限位块25通过限位杆26固定在连接板23的上方，所述横板21套设在限位杆26上。通过限位杆26固定了连接板23的移动方向，使得连接板23沿着限位杆26的轴线进行移动，通过限位块25避免了横板21脱离限位杆26，进而保证了连接板23的平稳移动。

作为优选，为了驱动移动板11移动，所述移动组件包括第二电机27和两个滚轮28，所述第二电机27固定在移动板11的下方，两个滚轮28分别位于第二电机27的两侧，所述第二电机27与滚轮28传动连接，所述第二电机27与PLC电连接。PLC控制第二电机27启动，带动两侧的滚轮28在底板1的上方滚动，进而带动移动板11在底板1的上方进行移动。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机27的驱动力，所述第二电机27为直流伺服电机。

作为优选，为了保证竖板12的稳定移动，所述竖板12的远离驱动组件的一侧设有滑环29和滑轨30，所述滑轨30的形状为U形，所述滑轨30的两端固定在底板1的上方，所述滑环29套设在滑轨30上。移动板11随着移动组件的运行进行移动时，带动上方的竖板12移动，竖板12带动滑环29进行同步移动，由于滑环29套设在固定在底板1上的滑轨30上，从而固定了滑环29的移动方向，便于维持竖板12的温度移动。

作为优选，为了支撑丝杆10旋转，所述丝杆10的两端均设有套管31，所述套管31固定在竖板12上。通过竖板12上的套管31可对丝杆10进行支撑，使得丝杆10保持稳定的转动。

作为优选，为了便于放置粘接芯片的保持带，所述固定板2的靠近拾取组件的一侧设有支撑环32，所述支撑环32垂直固定在上。将保持带放置在支撑环32上，支撑环32对保持带进行支撑，可方便拾取组件对保持带上的芯片进行分拣工作。

作为优选，为了避免保持带滑动，所述固定板2的靠近拾取组件的一侧还设有定位环33，所述定位环33固定在固定板2上，所述支撑环32的外周抵靠在定位环33的内壁上。支撑环32和保持带均位于定位环33的内侧，可避免保持带脱离支撑环32的上方，确定保持带的位置，便于进行分拣工作。

该分拣装置运行时，通过移动组件带动丝杆10、第一滑块5和第二滑块6沿着垂直于固定板2的方向移动，通过驱动组件可带动丝杆10旋转，使得第一滑块5和第二滑块6沿着丝杆10的轴线方向进行平移，调整气缸7和拾取组件的位置，在检测到芯片合格时，气缸7推动顶针8向上移动，利用拾取组件拾取芯片后，移动机构将第二滑块6移动至成品盒3的上方，将芯片放入成品盒3内，如此依次对保持带上的各个芯片进行检测和拾取，完成了分拣工作。

与现有技术相比，该用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置通过移动机构可带动分拣机构进行移动，通过分拣机构中的气缸7带动顶针8向上移动，支撑合格的芯片上移，利用拾取组件进行拾取，海绵块24可避免芯片过度受挤压而损坏，而后通过移动机构将第二滑块6移动至成品盒3上方，将芯片放入成品盒3内，如此依次对各个芯片进行检测拾取，完成了分拣工作，减轻工人负担，提高分拣效率，从而提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，其特征在于，包括底板(1)、固定板(2)、成品盒(3)、控制器(4)、分拣机构和两个移动机构，所述固定板(2)和成品盒(3)均固定在底板(1)的上方，所述控制器(4)固定在固定板(2)上，所述控制器(4)内设有PLC，所述分拣机构位于两个移动机构之间，所述固定板(2)和成品盒(3)分别设置在分拣机构的两侧；

所述分拣机构包括第一滑块(5)、第二滑块(6)、气缸(7)、顶针(8)、拾取组件、高清摄像头(9)和四个丝杆(10)，所述第一滑块(5)套设在其中两个丝杆(10)上，所述第二滑块(6)套设在另外两个丝杆(10)上，所述第一滑块(5)的与丝杆(10)的连接处和第二滑块(6)与丝杆(10)的连接处均设有与丝杆(10)匹配的螺纹，所述第一滑块(5)位于第二滑块(6)的下方，所述气缸(7)的缸体固定在第一滑块(5)的上方，所述气缸(7)的气杆的顶端与顶针(8)固定连接，所述拾取组件和高清摄像头(9)均位于第二滑块(6)的下方，所述高清摄像头(9)和气缸(7)均与PLC电连接，所述移动机构与丝杆(10)传动连接；

所述移动机构包括移动板(11)、移动组件、驱动组件和竖板(12)，所述移动组件位于移动板(11)的下方，所述竖板(12)固定在移动板(11)的上方，所述驱动组件位于竖板(12)的靠近分拣机构的一侧，所述驱动组件包括第一电机(13)、第一齿轮(14)和四个第二齿轮(15)，所述第一电机(13)固定在竖板(12)上，所述第一电机(13)与PLC电连接，所述第一电机(13)与第一齿轮(14)传动连接，四个第二齿轮(15)周向均匀分布在第一齿轮(14)的外周，所述第二齿轮(15)与丝杆(10)一一对应，所述第二齿轮(15)固定在丝杆(10)上，所述第二齿轮(15)与第一齿轮(14)啮合；

所述第一滑块(5)的四角处的上方均设有接收器(16)，所述第二滑块(6)的四角处的下方均设有光束发射器(17)，所述接收器(16)与光束发射器(17)一一对应，所述接收器(16)和光束发射器(17)均与PLC电连接；

所述拾取组件包括竖管(18)和吸盘(19)，所述吸盘(19)固定在竖管(18)的底端，所述竖管(18)固定在第二滑块(6)的下方，所述竖管(18)的外周设有若干开口，所述开口周向均匀分布在竖管(18)的顶端的外周，所述竖管(18)内从上而下一侧设有风机(20)、横板(21)、弹簧(22)、连接板(23)和海绵块(24)，所述风机(20)固定在竖管(18)内的顶部，所述风机(20)与PLC电连接，所述横板(21)固定在竖管(18)内，所述连接板(23)通过弹簧(22)设置在横板(21)的下方，所述海绵块(24)固定在连接板(23)的下方。

2.如权利要求1所述的用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，其特征在于，所述弹簧(22)的两侧均设有限位块(25)和限位杆(26)，所述限位块(25)通过限位杆(26)固定在连接板(23)的上方，所述横板(21)套设在限位杆(26)上。

3.如权利要求1所述的用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，其特征在于，所述移动组件包括第二电机(27)和两个滚轮(28)，所述第二电机(27)固定在移动板(11)的下方，两个滚轮(28)分别位于第二电机(27)的两侧，所述第二电机(27)与滚轮(28)传动连接，所述第二电机(27)与PLC电连接。

4.如权利要求3所述的用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，其特征在于，所述第二电机(27)为直流伺服电机。

5.如权利要求1所述的用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，其特征在于，所述竖板(12)的远离驱动组件的一侧设有滑环(29)和滑轨(30)，所述滑轨(30)的形状为U形，所述滑轨(30)的两端固定在底板(1)的上方，所述滑环(29)套设在滑轨(30)上。

6.如权利要求1所述的用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，其特征在于，所述丝杆(10)的两端均设有套管(31)，所述套管(31)固定在竖板(12)上。

7.如权利要求1所述的用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，其特征在于，所述固定板(2)的靠近拾取组件的一侧设有支撑环(32)，所述支撑环(32)垂直固定在上。

8.如权利要求1所述的用于芯片加工的防损坏的一体化分拣装置，其特征在于，所述固定板(2)的靠近拾取组件的一侧还设有定位环(33)，所述定位环(33)固定在固定板(2)上，所述支撑环(32)的外周抵靠在定位环(33)的内壁上。

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