CN110085540A - 一种定位精准的吸附力强的芯片拾取设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，包括移动板、气缸、导气室、吸管、吸盘、处理器和四个定位机构，述导气室内设有风机和清洁机构，定位机构包括上板、下板、定位组件和升降组件，定位组件包括平板、距离传感器、滑杆、定位块和滚珠，清洁机构包括第一电机、转盘、伸缩组件、伸缩板、固定块和两个清洁组件，清洁组件包括清洁块、弹簧和限位单元，该定位精准的吸附力强的芯片拾取设备通过定位机构方便确定吸盘与芯片的相对位置，从而便于吸盘位于芯片正上方，将芯片牢固吸附起来，不仅如此，通过清洁机构便于清除吸管内的灰尘，保证吸管内空气流通顺畅，保证设备对芯片的强烈的吸附力，进而提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及芯片拾取设备领域，特别涉及一种定位精准的吸附力强的芯片拾取设备。
背景技术
集成电路(Integrated Circuit，IC)，也称微芯片、晶片或芯片，在电子学中是一种把电路(包括半导体设备，也包括被动组件等)小型化的方式，并时常制造在半导体晶圆表面。
随着半导体行业的发展，集成电路芯片的厚度越做越薄，芯片的尺寸也越来越多样化，而在芯片的生产加工过程中，常常需要进行芯片拾取的操作。现有的芯片拾取设备主要依靠吸盘和吸管将芯片吸附起来，实现芯片拾取的功能，但是采用这种方式拾取芯片时，吸管内容易积灰，导致空气流通不畅，降低了吸盘对芯片的吸附力，不仅如此，在吸取芯片时，需要保证吸盘位于芯片的正上方，而现有的芯片拾取设备无法确定芯片的精确位置，在拾取过程中，吸盘偏离芯片的正上方，影响芯片的吸附拾取效果，导致现有的芯片拾取设备实用性降低。
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，提供一种定位精准的吸附力强的芯片拾取设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，包括移动板、气缸、导气室、吸管、吸盘、处理器和四个定位机构，所述气缸的缸体和处理器均固定在移动板的下方，所述处理器内设有PLC，所述气缸的气杆的底端固定在导气室的下方，所述吸盘通过吸管固定在导气室的下方，所述吸盘通过吸管与导气室连通，四个定位机构分别位于导气室的四侧，所述导气室内设有风机和清洁机构，所述导气室的顶部的两侧均设有开口，所述风机位于清洁机构的上方，所述风机和气缸均与PLC电连接；
所述定位机构包括上板、下板、定位组件和升降组件，所述上板固定在导气室上，所述下板固定在吸管上，所述下板位于上板的下方，所述升降组件位于上板的下方，所述定位组件位于升降组件的下方，所述定位组件包括平板、距离传感器、滑杆、定位块和滚珠，所述升降组件与平板传动连接，所述定位块通过滑杆固定在平板的下方，所述下板套设在滑杆上，所述定位块的下方设有凹口，所述凹口内设有滚珠，所述凹口与滚珠相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述距离传感器固定在平板的靠近吸管的一端的上方，所述距离传感器与PLC电连接；
所述清洁机构包括第一电机、转盘、伸缩组件、伸缩板、固定块和两个清洁组件，所述第一电机固定在导气室内，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与转盘传动连接，所述清洁块、伸缩板和伸缩组件从下而上依次设置在转盘的下方，所述伸缩组件与伸缩板传动连接，两个清洁组件分别位于固定块的两侧，所述清洁组件包括清洁块、弹簧和限位单元，所述清洁块通过弹簧与固定块连接，所述限位单元位于清洁块和固定块之间，所述弹簧处于压缩状态。
作为优选，为了牵动平板上移，所述升降组件包括第二电机、转轴、轴承、线盘和吊线，所述第二电机和轴承均固定在上板的下方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与转轴的一端传连接，所述转轴的另一端设置在轴承内，所述线盘套设在转轴上，所述线盘通过吊线与下板连接。
作为优选，为了避免导气室内进灰，所述开口内设有滤网。
作为优选，为了实现伸缩板的升降移动，所述伸缩组件包括驱动单元和两个伸缩单元，所述驱动单元位于两个伸缩组件之间，所述伸缩组件包括移动块、缓冲块、伸缩架和两个连杆，所述驱动单元与移动块传动连接，所述缓冲块固定在转盘的下方，所述伸缩架的顶端的两侧分别与缓冲块和移动块铰接，所述伸缩架的底端的两侧分别通过两个连杆与伸缩板铰接，所述移动块抵靠在转盘的下方。
作为优选，为了驱动两个移动块同时移动，所述驱动单元包括第三电机和两个丝杆，所述第三电机固定在转盘的下方，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机位于两个丝杆之间，所述丝杆与伸缩单元一一对应，所述第三电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在缓冲块内，所述移动块套设在丝杆上，所述移动块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。
作为优选，为了实现清洁块与固定块的同步移动，所述限位单元包括限位杆、限位块、限位环和连接杆，所述限位环通过连接杆与固定块固定连接，所述限位块通过限位杆与清洁块固定连接，所述限位环套设在限位杆上。
作为优选，为了便于限位杆滑动，所述限位环的内侧涂有润滑油。
作为优选，为了便于清洁块进入吸管内，所述清洁块的底端的远离固定块的一侧的高度大于清洁块的底端的靠近固定块的一侧的高度。
作为优选，为了避免芯片受挤压过度而损坏，所述吸盘的下方设有缓冲环，所述缓冲环的制作材料为橡胶。
作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。
本发明的有益效果是，该定位精准的吸附力强的芯片拾取设备通过定位机构方便确定吸盘与芯片的相对位置，从而便于吸盘位于芯片正上方，将芯片牢固吸附起来，不仅如此，通过清洁机构便于清除吸管内的灰尘，保证吸管内空气流通顺畅，保证设备对芯片的强烈的吸附力，进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是本发明的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备的结构示意图；
图2是本发明的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备的导气室的剖视图；
图3是本发明的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备的清洁机构的结构示意图；
图4是本发明的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备的定位机构的结构示意图；
图中：1.移动板，2.气缸，3.导气室，4.吸管，5.吸盘，6.风机，7.上板，8.下板，9.平板，10.距离传感器，11.滑杆，12.定位块，13.滚珠，14.第一电机，15.转盘，16.伸缩板，17.固定块，18.清洁块，19.弹簧，20.第二电机，21.转轴，22.线盘，23.轴承，24.吊线，25.滤网，26.移动块，27.缓冲块，28.伸缩架，29.连杆，30.第三电机，31.丝杆，32.限位杆，33.限位块，34.限位环，35.连接杆，36.缓冲环，37.处理器。
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，一种定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，包括移动板1、气缸2、导气室3、吸管4、吸盘5、处理器37和四个定位机构，所述气缸2的缸体和处理器37均固定在移动板1的下方，所述处理器37内设有PLC，所述气缸2的气杆的底端固定在导气室3的下方，所述吸盘5通过吸管4固定在导气室3的下方，所述吸盘5通过吸管4与导气室3连通，四个定位机构分别位于导气室3的四侧，所述导气室3内设有风机6和清洁机构，所述导气室3的顶部的两侧均设有开口，所述风机6位于清洁机构的上方，所述风机6和气缸2均与PLC电连接；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
该芯片拾取设备使用前，通过导气室3内的清洁机构对清洁管内部进行清洁，清除清洁管内壁堆积的灰尘，避免灰尘影响空气的流通，保证风机6启动后，吸盘5对芯片的吸附力，移动板1在芯片的上方空间进行移动，处理器37内的PLC控制气缸2启动，增加气缸2的缸体内的气压，使得气缸2的气杆带动导气室3向下移动，进而使得定位机构移动至晶圆的上方，通过定位机构确定芯片的位置后，PLC控制导气室3内的风机6启动，将导气室3内的空气从开口抽出，使得外部的空气通过吸盘5和吸管4吸入导气室3内，再由导气室3的开口排出，如此，将芯片从晶圆的表面吸气，从而完成芯片的拾取功能。
如图4所示，所述定位机构包括上板7、下板8、定位组件和升降组件，所述上板7固定在导气室3上，所述下板8固定在吸管4上，所述下板8位于上板7的下方，所述升降组件位于上板7的下方，所述定位组件位于升降组件的下方，所述定位组件包括平板9、距离传感器10、滑杆11、定位块12和滚珠13，所述升降组件与平板9传动连接，所述定位块12通过滑杆11固定在平板9的下方，所述下板8套设在滑杆11上，所述定位块12的下方设有凹口，所述凹口内设有滚珠13，所述凹口与滚珠13相匹配，所述滚珠13的球心位于凹口内，所述距离传感器10固定在平板9的靠近吸管4的一端的上方，所述距离传感器10与PLC电连接；
在拾取芯片前，升降组件首先带动定位组件中的平板9向下移动，使得平板9抵靠在下板8的上方，而后气缸2启动，带动导气室3向下移动，使得滑杆11下方的定位块12的凹口内，滚珠13与晶圆接触，而后移动板1进行移动，带动滚珠13在晶圆表面移动，平板9的上方，通过距离传感器10检测平板9与上班的距离，并将距离数据传递给PLC，PLC时刻检测距离数据的变化，当滚珠13移动至芯片的上方时，滚珠13的高度增加，使得定位块12的高度增加，进而增加了平板9的高度，距离传感器10检测到的距离减小，PLC确定滚珠13移动至芯片的正上方，移动板1进行移动，带动滚珠13进行移动，当四个定位机构中的滚珠13均位于芯片的上方时，吸盘5位于芯片的正上方，此时PLC控制升降组件启动，带动平板9向上移动，使得滑杆11上移，定位块12和滚珠13移动至高于吸盘5的高度位置，减轻风机6吸附芯片上移所需的吸附作用力，当滚珠13的高度位置调节完毕后，PLC控制导气室3内的风机6启动，将芯片从晶圆上方吸取，使得芯片抵靠在吸盘5的下方，完成芯片拾取的工作。
如图3所示，所述清洁机构包括第一电机14、转盘15、伸缩组件、伸缩板16、固定块17和两个清洁组件，所述第一电机14固定在导气室3内，所述第一电机14与PLC电连接，所述第一电机14与转盘15传动连接，所述清洁块18、伸缩板16和伸缩组件从下而上依次设置在转盘15的下方，所述伸缩组件与伸缩板16传动连接，两个清洁组件分别位于固定块17的两侧，所述清洁组件包括清洁块18、弹簧19和限位单元，所述清洁块18通过弹簧19与固定块17连接，所述限位单元位于清洁块18和固定块17之间，所述弹簧19处于压缩状态。
在对吸管4内部进行清洁时，PLC控制伸缩组件启动，带动伸缩板16向下移动，上，使得固定块17和两个清洁组件伸入吸管4内，清洁组件中，通过压缩状态的弹簧19挤压清洁块18抵靠在吸管4的内壁上，使得清洁块18移动时，带动吸管4内壁上的灰尘，在清洁块18向下移动的过程中，PLC控制第一电机14启动，带动转盘15转动，使得清洁块18扫除吸管4内壁上的灰尘，清洁完毕后，伸缩组件带动伸缩板16向上移动，使得清洁组件收入导气室3内，通过去除吸管4内壁上的灰尘，保证空气流通顺畅，进而保证风机6启动后，吸盘5对芯片强烈的吸附作用力。
如图4所示，所述升降组件包括第二电机20、转轴21、轴承23、线盘22和吊线24，所述第二电机20和轴承23均固定在上板7的下方，所述第二电机20与PLC电连接，所述第二电机20与转轴21的一端传连接，所述转轴21的另一端设置在轴承23内，所述线盘22套设在转轴21上，所述线盘22通过吊线24与下板8连接。
PLC控制第二电机20启动，带动转轴21在轴承23的支撑作用下旋转，使得线盘22收紧或者放松吊线24，当吊线24放松时，可降低平板9的位置，使得平板9抵靠在下板8的上方，便于滑杆11下移，使得定位块12上的滚珠13在晶圆表面移动，对芯片进行定位，而吊线24收紧时，可带动平板9向上移动，使得滚珠13的高度大于吸盘5的底端的高度，便于芯片吸附在吸盘5下方时，芯片与滚珠13脱离，减轻吸附芯片消耗的能源。
作为优选，为了避免导气室3内进灰，所述开口内设有滤网25。通过滤网25避免外部环境中的灰尘通过开口进入导气室3内，使得导气室3内部积灰。
如图3所示，所述伸缩组件包括驱动单元和两个伸缩单元，所述驱动单元位于两个伸缩组件之间，所述伸缩组件包括移动块26、缓冲块27、伸缩架28和两个连杆29，所述驱动单元与移动块26传动连接，所述缓冲块27固定在转盘15的下方，所述伸缩架28的顶端的两侧分别与缓冲块27和移动块26铰接，所述伸缩架28的底端的两侧分别通过两个连杆29与伸缩板16铰接，所述移动块26抵靠在转盘15的下方。
驱动单元同时作用在两侧的伸缩单元中的移动块26上，使得移动块26紧贴转盘15的下表面进行移动，改变移动块26和缓冲块27之间的距离，促使伸缩架28进行伸缩，使得伸缩架28的底端的两侧分别通过两个连杆29带动伸缩板16进行升降移动。
作为优选，为了驱动两个移动块26同时移动，所述驱动单元包括第三电机30和两个丝杆31，所述第三电机30固定在转盘15的下方，所述第三电机30与PLC电连接，所述第三电机30位于两个丝杆31之间，所述丝杆31与伸缩单元一一对应，所述第三电机30与丝杆31的一端传动连接，所述丝杆31的另一端设置在缓冲块27内，所述移动块26套设在丝杆31上，所述移动块26的与丝杆31的连接处设有与丝杆31匹配的螺纹。PLC控制第三电机30启动，带动丝杆31在缓冲块27的支撑作用下旋转，丝杆31通过螺纹作用在移动块26上，使得移动块26沿着丝杆31的表面进行移动。
作为优选，为了实现清洁块18与固定块17的同步移动，所述限位单元包括限位杆32、限位块33、限位环34和连接杆35，所述限位环34通过连接杆35与固定块17固定连接，所述限位块33通过限位杆32与清洁块18固定连接，所述限位环34套设在限位杆32上。固定块17进行升降移动时，通过连接杆35带动限位环34进行升降移动，由于限位环34套设在限位杆32上，使得限位杆32带动清洁块18进行同步的升降移动，利用限位环34还固定了限位杆32的移动方向，当清洁块18进入吸管4内时，弹簧19进一步受压缩，当清洁块18向上移动进入导气室3内时，弹簧19推动清洁块18远离固定块17，利用限位块33限制了限位杆32的滑动范围，避免限位杆32脱离限位环34。
作为优选，为了便于限位杆32滑动，所述限位环34的内侧涂有润滑油。通过润滑油减小了限位杆32和限位环34之间的摩擦，便于限位杆32滑动。
作为优选，为了便于清洁块18进入吸管4内，所述清洁块18的底端的远离固定块17的一侧的高度大于清洁块18的底端的靠近固定块17的一侧的高度。采用这种形状设计，方便清洁块18随着固定块17向下移动时，清洁块18的远离固定块17的一侧的下方的斜面与吸管4的内壁接触，随着固定块17的下移，弹簧19压缩，使得清洁块18的远离固定块17的一侧的上部与吸管4的内壁接触。
作为优选，为了避免芯片受挤压过度而损坏，所述吸盘5的下方设有缓冲环36，所述缓冲环36的制作材料为橡胶。橡胶具有柔软的弹性，避免风机6对芯片的吸附作用力过大，导致芯片过度受挤压而损坏。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机14的驱动力，所述第一电机14为直流伺服电机。
该芯片拾取设备运行前，通过伸缩组件带动伸缩板16向下移动，使得清洁组件进入吸管4内，而后第一电机14启动，带动清洁块18清洁吸管4内部的灰尘，便于保证吸管4内的空气流通，通过升降组件带动平板9向下移动，利用定位组件中的滚珠13在晶圆表面移动，便于设备确定与芯片的相对位置，当四个定位机构中的滚珠13均移动至芯片上方后，吸盘5位于芯片正上方，此时升降组件带动平板9上移，而后风机6启动，可将芯片吸附起来，由于此时吸盘5位于芯片正上方，且吸管4内部空气流通顺畅，从而保证了吸盘5对芯片的牢固的吸附力，进而提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该定位精准的吸附力强的芯片拾取设备通过定位机构方便确定吸盘5与芯片的相对位置，从而便于吸盘5位于芯片正上方，将芯片牢固吸附起来，不仅如此，通过清洁机构便于清除吸管4内的灰尘，保证吸管4内空气流通顺畅，保证设备对芯片的强烈的吸附力，进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 (10)
1.一种定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，包括移动板(1)、气缸(2)、导气室(3)、吸管(4)、吸盘(5)、处理器(37)和四个定位机构，所述气缸(2)的缸体和处理器(37)均固定在移动板(1)的下方，所述处理器(37)内设有PLC，所述气缸(2)的气杆的底端固定在导气室(3)的下方，所述吸盘(5)通过吸管(4)固定在导气室(3)的下方，所述吸盘(5)通过吸管(4)与导气室(3)连通，四个定位机构分别位于导气室(3)的四侧，所述导气室(3)内设有风机(6)和清洁机构，所述导气室(3)的顶部的两侧均设有开口，所述风机(6)位于清洁机构的上方，所述风机(6)和气缸(2)均与PLC电连接；
所述定位机构包括上板(7)、下板(8)、定位组件和升降组件，所述上板(7)固定在导气室(3)上，所述下板(8)固定在吸管(4)上，所述下板(8)位于上板(7)的下方，所述升降组件位于上板(7)的下方，所述定位组件位于升降组件的下方，所述定位组件包括平板(9)、距离传感器(10)、滑杆(11)、定位块(12)和滚珠(13)，所述升降组件与平板(9)传动连接，所述定位块(12)通过滑杆(11)固定在平板(9)的下方，所述下板(8)套设在滑杆(11)上，所述定位块(12)的下方设有凹口，所述凹口内设有滚珠(13)，所述凹口与滚珠(13)相匹配，所述滚珠(13)的球心位于凹口内，所述距离传感器(10)固定在平板(9)的靠近吸管(4)的一端的上方，所述距离传感器(10)与PLC电连接；
所述清洁机构包括第一电机(14)、转盘(15)、伸缩组件、伸缩板(16)、固定块(17)和两个清洁组件，所述第一电机(14)固定在导气室(3)内，所述第一电机(14)与PLC电连接，所述第一电机(14)与转盘(15)传动连接，所述清洁块(18)、伸缩板(16)和伸缩组件从下而上依次设置在转盘(15)的下方，所述伸缩组件与伸缩板(16)传动连接，两个清洁组件分别位于固定块(17)的两侧，所述清洁组件包括清洁块(18)、弹簧(19)和限位单元，所述清洁块(18)通过弹簧(19)与固定块(17)连接，所述限位单元位于清洁块(18)和固定块(17)之间，所述弹簧(19)处于压缩状态。
2.如权利要求1所述的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，所述升降组件包括第二电机(20)、转轴(21)、轴承(23)、线盘(22)和吊线(24)，所述第二电机(20)和轴承(23)均固定在上板(7)的下方，所述第二电机(20)与PLC电连接，所述第二电机(20)与转轴(21)的一端传连接，所述转轴(21)的另一端设置在轴承(23)内，所述线盘(22)套设在转轴(21)上，所述线盘(22)通过吊线(24)与下板(8)连接。
3.如权利要求1所述的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，所述开口内设有滤网(25)。
4.如权利要求1所述的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，所述伸缩组件包括驱动单元和两个伸缩单元，所述驱动单元位于两个伸缩组件之间，所述伸缩组件包括移动块(26)、缓冲块(27)、伸缩架(28)和两个连杆(29)，所述驱动单元与移动块(26)传动连接，所述缓冲块(27)固定在转盘(15)的下方，所述伸缩架(28)的顶端的两侧分别与缓冲块(27)和移动块(26)铰接，所述伸缩架(28)的底端的两侧分别通过两个连杆(29)与伸缩板(16)铰接，所述移动块(26)抵靠在转盘(15)的下方。
5.如权利要求4所述的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，所述驱动单元包括第三电机(30)和两个丝杆(31)，所述第三电机(30)固定在转盘(15)的下方，所述第三电机(30)与PLC电连接，所述第三电机(30)位于两个丝杆(31)之间，所述丝杆(31)与伸缩单元一一对应，所述第三电机(30)与丝杆(31)的一端传动连接，所述丝杆(31)的另一端设置在缓冲块(27)内，所述移动块(26)套设在丝杆(31)上，所述移动块(26)的与丝杆(31)的连接处设有与丝杆(31)匹配的螺纹。
6.如权利要求1所述的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，所述限位单元包括限位杆(32)、限位块(33)、限位环(34)和连接杆(35)，所述限位环(34)通过连接杆(35)与固定块(17)固定连接，所述限位块(33)通过限位杆(32)与清洁块(18)固定连接，所述限位环(34)套设在限位杆(32)上。
7.如权利要求6所述的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，所述限位环(34)的内侧涂有润滑油。
8.如权利要求1所述的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，所述清洁块(18)的底端的远离固定块(17)的一侧的高度大于清洁块(18)的底端的靠近固定块(17)的一侧的高度。
9.如权利要求1所述的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，所述吸盘(5)的下方设有缓冲环(36)，所述缓冲环(36)的制作材料为橡胶。
10.如权利要求1所述的定位精准的吸附力强的芯片拾取设备，其特征在于，所述第一电机(14)为直流伺服电机。
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