CN110137127B - 一种具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，包括移动板、处理器、导气室、吸管、吸盘和感应机构，导气室内设有吸附机构，吸管内设有定位机构，导气机构包括风机、调节杆、调节组件、通气板和若干调节块，定位机构包括气缸、第一电机、转轴和两个定位组件，定位组件包括收缩单元、转动杆、侧杆和距离传感器，该安具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置通过定位机构可确定芯片与吸盘的相对位置，便于移动板调整位置后，吸盘位于芯片的正上方，方便将芯片吸起，不仅如此，利用感应机构检测弹簧的压缩程度，使得吸附机构改变调节块与通孔的相对位置，调节吸盘的吸附力，避免芯片长期受过度挤压而损坏，提高了该设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及芯片拾取设备领域，特别涉及一种具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置。
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。现有的芯片拾取装置中，吸管的吸附力固定不变，在对不同型号的芯片进行吸取时，吸力可能因芯片的重量过大或过小，吸力过强时，容易对芯片过度挤压而损坏，吸力过弱时，又不足以将吸盘吸附起来，不仅如此，现有的芯片拾取装置，缺少对芯片定位的功能，在拾取芯片时，吸管可能偏离芯片的正上方，导致芯片拾取效果不佳，进而降低了现有的芯片拾取装置的实用性。
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，提供一种具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，包括移动板、处理器、导气室、吸管、吸盘和感应机构，所述移动板、处理器、导气室、吸管和吸盘从上而下依次设置，所述吸盘通过吸管与导气室连通，所述导气室的两侧设有开口，所述导气室内设有吸附机构，所述吸管内设有定位机构，所述处理器内设有PLC；
所述吸附机构包括风机、调节杆、调节组件、通气板和若干调节块，所述风机和通气板均固定在导气室内，所述通气板的外周与导气室的内壁固定连接，所述通气板位于风机的下方，所述通气板上设有若干通孔，所述通孔的数量与调节块的数量相等，所述通孔与调节块一一对应，所述调节杆位于通气板的上方，所述调节块均匀分布在调节杆的下方，所述调节组件位于调节杆的上方，所述调节组件与调节杆传动连接，所述风机与PLC电连接，所述调节块的形状为圆锥形，所述调节块的外径大于通孔的内径；
所述定位机构包括气缸、第一电机、转轴和两个定位组件，所述气缸的缸体固定在吸管内，所述气缸的气杆的底端与第一电机固定连接，所述第一电机与转轴的顶端传动连接，两个定位组件分别位于转轴的两侧，所述定位组件包括收缩单元、转动杆、侧杆和距离传感器，所述收缩单元与转动杆传动连接，所述侧杆的一端固定在转轴上，所述侧杆的另一端与转动杆的一端铰接，所述距离传感器固定在转动杆的另一端，所述距离传感器、气缸和第一电机均与PLC电连接。
作为优选，为了控制调节杆升降移动，所述调节组件包括两个调节单元，两个调节单元分别位于调节杆的两侧，所述调节单元包括第二电机、丝杆和套管，所述第二电机固定在导气室内，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的顶端传动连接，所述套管套设在丝杆的底端，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述套管的底端与调节杆固定连接。
作为优选，为了保证调节杆的稳定移动，所述调节单元还包括滑轨，所述滑轨的形状为L形，所述滑轨的两端分别与通气板和导气室的内壁固定连接，所述调节杆套设在滑轨的竖直部位。
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，为了驱动转动杆转动，所述收缩单元包括第三电机、第一连杆和第二连杆，所述第三电机固定在转轴上，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与第一连杆的一端传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与转动杆的中心处铰接。
作为优选，为了检测芯片是否被吸起，所述感应机构包括缓冲垫、固定板和若干感应单元，所述缓冲垫位于吸盘的下方，所述缓冲垫的形状为环形，所述固定板同轴固定在吸管上，所述感应单元轴向均匀分布在固定板和缓冲垫之间，所述感应单元包括压力传感器、弹簧、平板和移动杆，所述压力传感器固定在固定板的下方，所述压力传感器与PLC电连接，所述平板通过弹簧设置在压力传感器的下方，所述弹簧处于拉伸状态，所述移动杆的顶端和底端分别与平板和缓冲垫固定连接。
作为优选，为了避免芯片受过度挤压而损坏，所述缓冲垫的制作材料为海绵。
作为优选，为了固定移动杆的移动方向，所述感应单元还包括滑环，所述滑环固定在吸管上，所述滑环与移动杆固定连接。
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。
作为优选，为了便于转动杆带动距离传感器收入吸管内，所述侧杆的长度小于吸管的内径的一半。
本发明的有益效果是，该具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置通过定位机构可确定芯片与吸盘的相对位置，便于移动板调整位置后，吸盘位于芯片的正上方，方便将芯片吸起，不仅如此，利用感应机构检测弹簧的压缩程度，使得吸附机构改变调节块与通孔的相对位置，调节吸盘的吸附力，避免芯片长期受过度挤压而损坏，进而提高了该设备的实用性。
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是本发明的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置的结构示意图；
图2是本发明的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置的吸附机构的结构示意图；
图3是本发明的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置的定位机构的结构示意图；
图4是本发明的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置的感应单元的结构示意图；
图中：1.移动板，2.处理器，3.导气室，4.吸管，5.吸盘，6.风机，7.调节杆，8.通气板，9.调节块，10.气缸，11.第一电机，12.转轴，13.转动杆，14.滑环，15.移动杆，16.侧杆，17.距离传感器，18.第二电机，19.丝杆，20.套管，21.滑轨，22.滤网，23.第三电机，24.第一连杆，25.第二连杆，26.缓冲垫，27.固定板，28.压力传感器，29.弹簧，30.平板。
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，一种具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，包括移动板1、处理器2、导气室3、吸管4、吸盘5和感应机构，所述移动板1、处理器2、导气室3、吸管4和吸盘5从上而下依次设置，所述吸盘5通过吸管4与导气室3连通，所述导气室3的两侧设有开口，所述导气室3内设有吸附机构，所述吸管4内设有定位机构，所述处理器2内设有PLC；
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。
该芯片拾取设备运行时，通过移动板1带动设备移动，使得吸盘5在芯片的上方移动，而后通过吸管4内的定位机构检测吸盘5与芯片的相对位置，当确定吸盘5位于芯片的正上方后，导气室3内的吸附机构启动，将导气室3内的空气从开口排出，而后使得吸管4和吸盘5内的空气被持续抽入导气室3内，并从开口排出，如此，将外部空气引入吸盘5内，带动下方的芯片向上移动，吸附到感应机构的下方，通过感应机构检测吸附作用力，并通过吸附机构调节设备的吸附作用力，使得芯片吸附在吸盘5的下方，从而完成了芯片拾取的工作。
如图2所示，所述吸附机构包括风机6、调节杆7、调节组件、通气板8和若干调节块9，所述风机6和通气板8均固定在导气室3内，所述通气板8的外周与导气室3的内壁固定连接，所述通气板8位于风机6的下方，所述通气板8上设有若干通孔，所述通孔的数量与调节块9的数量相等，所述通孔与调节块9一一对应，所述调节杆7位于通气板8的上方，所述调节块9均匀分布在调节杆7的下方，所述调节组件位于调节杆7的上方，所述调节组件与调节杆7传动连接，所述风机6与PLC电连接，所述调节块9的形状为圆锥形，所述调节块9的外径大于通孔的内径；
吸附机构中，调节块9位于通孔的上方，使得通气板8的两侧的空气便于流通，风机6启动，将导气室3内的空气通过出口排出，使得吸盘5和吸管4内的空气进入导气室3内，再从出口排出，利用调节组件可带动调节杆7升降移动，改变调节块9的位置，当调节块9上下移动时，调节块9与通孔的相对位置改变，使得通过通孔的空气流量流速发生改变，进而可改变设备对芯片的吸附作用力。
如图3所示，所述定位机构包括气缸10、第一电机11、转轴12和两个定位组件，所述气缸10的缸体固定在吸管4内，所述气缸10的气杆的底端与第一电机11固定连接，所述第一电机11与转轴12的顶端传动连接，两个定位组件分别位于转轴12的两侧，所述定位组件包括收缩单元、转动杆13、侧杆16和距离传感器17，所述收缩单元与转动杆13传动连接，所述侧杆16的一端固定在转轴12上，所述侧杆16的另一端与转动杆13的一端铰接，所述距离传感器17固定在转动杆13的另一端，所述距离传感器17、气缸10和第一电机11均与PLC电连接。
定位机构在确定芯片和吸盘5的位置时，PLC控制气缸10启动，增加气缸10的缸体内的空气量，通过气缸10的气杆带动第一电机11向下移动，使得转轴12向下移动，进入吸盘5内，而后定位组件启动，通过收缩单元带动转动杆13向下转动至水平角度，使得转动杆13转动至与侧杆16同一直线位置，而后距离传感器17检测转动杆13与下方的距离，并将距离数据传递给PLC，PLC控制第一电机11带动转轴12转动，使得距离传感器17持续检测下方的距离，并将距离数据传递给PLC，PLC检测距离数据的变化，当距离数据不变时，表明吸盘5位于芯片的正上方，此时风机6可启动，将芯片吸附起来，当接收到的距离数据发生变化时，表明距离传感器17在转动过程中脱离芯片的正上方，使得芯片的数据发生变化，进而通过移动板1带动设备进行移动，使得吸盘5位于芯片的正上方，而后PLC控制收缩单元带动转动杆13向上转动，靠近转轴12后，气缸10通过气杆带动第一电机11向上移动，使得转动杆13收入吸管4内部，减小定位机构的体型，便于空气通过吸盘5和吸管4进入导气室3内。
如图2所示，所述调节组件包括两个调节单元，两个调节单元分别位于调节杆7的两侧，所述调节单元包括第二电机18、丝杆19和套管20，所述第二电机18固定在导气室3内，所述第二电机18与PLC电连接，所述第二电机18与丝杆19的顶端传动连接，所述套管20套设在丝杆19的底端，所述套管20的与丝杆19的连接处设有与丝杆19匹配的螺纹，所述套管20的底端与调节杆7固定连接。
PLC控制两个调节单元中的第二电机18同时启动，带动丝杆19旋转，丝杆19通过螺纹作用在套管20上，使得套管20沿着丝杆19的轴线进行移动，进而带动调节杆7进行升降移动，改变调节块9和通孔的相对位置。
作为优选，为了保证调节杆7的稳定移动，所述调节单元还包括滑轨21，所述滑轨21的形状为L形，所述滑轨21的两端分别与通气板8和导气室3的内壁固定连接，所述调节杆7套设在滑轨21的竖直部位。利用固定位置的滑轨21，固定了调节杆7的移动方向，使得丝杆19旋转后，调节杆7沿着滑轨21的轴线进行移动。
作为优选，为了避免导气室3内进灰，所述开口内设有滤网22。利用滤网22对从开口进入导气室3内的空气进行过滤，避免导气室3内进灰，影响风机6的运行。
如图3所示，所述收缩单元包括第三电机23、第一连杆24和第二连杆25，所述第三电机23固定在转轴12上，所述第三电机23与PLC电连接，所述第三电机23与第一连杆24的一端传动连接，所述第一连杆24通过第二连杆25与转动杆13的中心处铰接。
PLC控制第三电机23启动，带动第一连杆24转动，第一连杆24通过第二连杆25作用在转动杆13上，使得转动杆13以侧杆16的远离转轴12的一端为圆心进行转动。
如图1和图4所示，所述感应机构包括缓冲垫26、固定板27和若干感应单元，所述缓冲垫26位于吸盘5的下方，所述缓冲垫26的形状为环形，所述固定板27同轴固定在吸管4上，所述感应单元轴向均匀分布在固定板27和缓冲垫26之间，所述感应单元包括压力传感器28、弹簧29、平板30和移动杆15，所述压力传感器28固定在固定板27的下方，所述压力传感器28与PLC电连接，所述平板30通过弹簧29设置在压力传感器28的下方，所述弹簧29处于拉伸状态，所述移动杆15的顶端和底端分别与平板30和缓冲垫26固定连接。
风机6启动，将芯片吸附起来后，带动芯片上移，抵靠在缓冲垫26的下方，随着芯片上移，缓冲垫26上移，带动移动杆15向上移动，使得平板30上移后压缩弹簧29，压力传感器28检测到压力数据，并将压力数据传递给PLC，PLC根据压力数据确定弹簧29的压缩程度，进而控制调节组件启动，改变调节块9的位置，进而改变吸盘5的吸附力，避免缓冲垫26长期吸附作用力过大导致芯片损坏。
作为优选，为了避免芯片受过度挤压而损坏，所述缓冲垫26的制作材料为海绵。海绵具有柔软的弹性，当芯片抵靠在缓冲垫26的下方后，可对芯片进行缓冲保护，避免芯片过度受挤压而损坏。
作为优选，为了固定移动杆15的移动方向，所述感应单元还包括滑环14，所述滑环14固定在吸管4上，所述滑环14与移动杆15固定连接。利用固定在吸管4上的滑环14，固定了移动杆15的移动方向，使得移动杆15沿着滑环14的轴线进行移动。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机11的驱动力，所述第一电机11为直流伺服电机。
作为优选，为了便于转动杆13带动距离传感器17收入吸管4内，所述侧杆16的长度小于吸管4的内径的一半。转动杆13以侧杆16的远离转轴12的一端转动，因此通过保证侧杆16的长度小于吸管4的内径的一半，当转动杆13以侧杆16的远离转轴12的一端向上转动至竖直角度时，转动杆13位于吸管4正下方，方便转轴12向上移动，带动转动杆13收入吸管4内。
该芯片拾取装置中，通过第一电机11带动转轴12旋转的同时，定位组件运行，确定芯片与吸盘5的相对位置，便于移动板1带动设备移动，使得吸盘5位于芯片的正上方，而后风机6启动，将芯片吸附起来，使得芯片抵靠在缓冲垫26的下方，利用感应单元检测弹簧29的压缩程度，而后调节组件启动，调节吸盘5的吸附力，避免吸盘5吸附力过大，导致芯片长期受挤压而损坏，进而提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置通过定位机构可确定芯片与吸盘5的相对位置，便于移动板1调整位置后，吸盘5位于芯片的正上方，方便将芯片吸起，不仅如此，利用感应机构检测弹簧29的压缩程度，使得吸附机构改变调节块9与通孔的相对位置，调节吸盘5的吸附力，避免芯片长期受过度挤压而损坏，进而提高了该设备的实用性。
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)
1.一种具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，包括移动板(1)、处理器(2)、导气室(3)、吸管(4)、吸盘(5)和感应机构，所述移动板(1)、处理器(2)、导气室(3)、吸管(4)和吸盘(5)从上而下依次设置，所述吸盘(5)通过吸管(4)与导气室(3)连通，所述导气室(3)的两侧设有开口，所述导气室(3)内设有吸附机构，所述吸管(4)内设有定位机构，所述处理器(2)内设有PLC；
所述吸附机构包括风机(6)、调节杆(7)、调节组件、通气板(8)和若干调节块(9)，所述风机(6)和通气板(8)均固定在导气室(3)内，所述通气板(8)的外周与导气室(3)的内壁固定连接，所述通气板(8)位于风机(6)的下方，所述通气板(8)上设有若干通孔，所述通孔的数量与调节块(9)的数量相等，所述通孔与调节块(9)一一对应，所述调节杆(7)位于通气板(8)的上方，所述调节块(9)均匀分布在调节杆(7)的下方，所述调节组件位于调节杆(7)的上方，所述调节组件与调节杆(7)传动连接，所述风机(6)与PLC电连接，所述调节块(9)的形状为圆锥形，所述调节块(9)的外径大于通孔的内径；
所述定位机构包括气缸(10)、第一电机(11)、转轴(12)和两个定位组件，所述气缸(10)的缸体固定在吸管(4)内，所述气缸(10)的气杆的底端与第一电机(11)固定连接，所述第一电机(11)与转轴(12)的顶端传动连接，两个定位组件分别位于转轴(12)的两侧，所述定位组件包括收缩单元、转动杆(13)、侧杆(16)和距离传感器(17)，所述收缩单元与转动杆(13)传动连接，所述侧杆(16)的一端固定在转轴(12)上，所述侧杆(16)的另一端与转动杆(13)的一端铰接，所述距离传感器(17)固定在转动杆(13)的另一端，所述距离传感器(17)、气缸(10)和第一电机(11)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，所述调节组件包括两个调节单元，两个调节单元分别位于调节杆(7)的两侧，所述调节单元包括第二电机(18)、丝杆(19)和套管(20)，所述第二电机(18)固定在导气室(3)内，所述第二电机(18)与PLC电连接，所述第二电机(18)与丝杆(19)的顶端传动连接，所述套管(20)套设在丝杆(19)的底端，所述套管(20)的与丝杆(19)的连接处设有与丝杆(19)匹配的螺纹，所述套管(20)的底端与调节杆(7)固定连接。
3.如权利要求2所述的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，所述调节单元还包括滑轨(21)，所述滑轨(21)的形状为L形，所述滑轨(21)的两端分别与通气板(8)和导气室(3)的内壁固定连接，所述调节杆(7)套设在滑轨(21)的竖直部位。
4.如权利要求1所述的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，所述开口内设有滤网(22)。
5.如权利要求1所述的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，所述收缩单元包括第三电机(23)、第一连杆(24)和第二连杆(25)，所述第三电机(23)固定在转轴(12)上，所述第三电机(23)与PLC电连接，所述第三电机(23)与第一连杆(24)的一端传动连接，所述第一连杆(24)通过第二连杆(25)与转动杆(13)的中心处铰接。
6.如权利要求1所述的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，所述感应机构包括缓冲垫(26)、固定板(27)和若干感应单元，所述缓冲垫(26)位于吸盘(5)的下方，所述缓冲垫(26)的形状为环形，所述固定板(27)同轴固定在吸管(4)上，所述感应单元轴向均匀分布在固定板(27)和缓冲垫(26)之间，所述感应单元包括压力传感器(28)、弹簧(29)、平板(30)和移动杆(15)，所述压力传感器(28)固定在固定板(27)的下方，所述压力传感器(28)与PLC电连接，所述平板(30)通过弹簧(29)设置在压力传感器(28)的下方，所述弹簧(29)处于拉伸状态，所述移动杆(15)的顶端和底端分别与平板(30)和缓冲垫(26)固定连接。
7.如权利要求6所述的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，所述缓冲垫(26)的制作材料为海绵。
8.如权利要求6所述的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，所述感应单元还包括滑环(14)，所述滑环(14)固定在吸管(4)上，所述滑环(14)与移动杆(15)固定连接。
9.如权利要求1所述的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，所述第一电机(11)为直流伺服电机。
10.如权利要求1所述的具有调节和定位功能的半导体芯片拾取装置，其特征在于，所述侧杆(16)的长度小于吸管(4)的内径的一半。
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