CN110176413B - 一种用于芯片分拣的机械设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于芯片分拣的机械设备，包括底座、收集盒、固定机构、分拣机构和移动机构，固定机构包括固定板、平移板、平移组件、第一支撑架和两个第二支撑架，分拣机构包括第一平板、第二平板、拾取组件、支撑组件和两个传送带，支撑组件包括第二电机、转轴、套管、十字刀、托板和两个气缸，该用于芯片分拣的机械设备通过固定机构便于固定放置保持带和保持带上的芯片，进而方便移动机构配合分拣机构运行，对保持带上的芯片进行检测和分拣，无需人工操作，提高分拣效率，在分拣时托板穿过十字刀在保持带上留下的十字形刀口对芯片进行支撑，避免划上了芯片，使分拣更安全可靠，提高了该设备的实用性。
Description
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分拣的机械设备。
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，遇到合格的芯片时，通常利用顶针将从保持带的下方将保持带戳破后，将芯片向上顶起，再将芯片取走，采用这种发生时，由于顶针的面积小，在顶起芯片时，容易将芯片的表面划伤，严重时损坏芯片，进而造成了现有的芯片分拣程序不够安全可靠。
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，提供一种用于芯片分拣的机械设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于芯片分拣的机械设备，包括底座、控制器、收集盒、固定机构、分拣机构和移动机构，所述控制器、固定机构和收集盒均设置在底座的上方，所述控制器内设有PLC，所述移动机构与分拣机构连接；
所述固定机构包括固定板、平移板、平移组件、第一支撑架和两个第二支撑架，所述固定板固定在底座的上方，两个第二支撑架分别固定在固定板的靠近平移板的一侧的两端，所述第一支撑架固定在平移板的靠近固定板的一侧，所述平移组件位于平移板的另一侧，所述平移组件包括第一电机、第一连杆、第二连杆和两个限位单元，所述第一电机固定在底座的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与平移板铰接，两个限位单元分别位于平移板的下方的两侧；
所述分拣机构包括第一平板、第二平板、拾取组件、支撑组件和两个传送带，所述移动机构与传送带传动连接，所述第一平板位于下方的传送带的上方，所述第二平板位于上方的传送带的下方，所述支撑组件位于第一平板的上方，所述拾取组件位于第二平板的下方；
所述支撑组件包括第二电机、转轴、套管、十字刀、托板和两个气缸，所述第二电机和套管均固定在第一平板的上方，所述第二电机与转轴的一端传动连接，所述转轴的另一端设置在套管内，两个气缸分别位于转轴的两侧，所述气缸的缸体固定在转轴上，两个气缸的气杆分别与十字刀和托板固定连接，所述气缸、第二电机和传送带均与PLC电连接。
作为优选，为了驱动传送带沿着与其垂直的方向移动，所述移动机构包括两个移动组件，两个移动组件分别位于分拣机构的两侧，所述移动组件包括侧板和两个移动单元，所述侧板固定在底座的上方，两个移动单元分别位于侧板的靠近分拣机构的一侧，所述移动单元与传送带传动连接。
作为优选，为了实现传送的移动，所述移动单元包括第三电机、轴承、丝杆和移动块，所述第三电机和轴承均固定在侧板上，所述第三电机与PLC电连接，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轴承内，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，所述移动块抵靠在侧板上，所述移动块与传送带连接。
作为优选，为了实现平移板固定方向的移动，所述限位单元包括滑块和滑槽，所述滑槽设置在底座上，所述滑块固定在平移板的下方，所述滑块与滑槽滑动连接，所述滑块与滑槽相匹配。
作为优选，为了保证滑块滑动的平稳性，所述滑槽为燕尾槽。
作为优选，为了拾取保持带上的芯片，所述拾取组件包括高清摄像头、竖管、吸盘和风机，所述竖管固定在第二平板的下方，所述吸盘固定在竖管的底端，所述高清摄像头固定在吸盘上，所述风机位于竖管内，所述风机和高清摄像头均与PLC电连接。
作为优选，为了使得第一平板、第二平板和芯片位于同一直线上，所述第二平板的下方的四角处设有光束发射器，所述第一平板的上方的四角处设有接收器，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，为了保证第二电机的驱动精度，所述第二电机为步进电机。
作为优选，为了方便夹持保持带外周的环形固定框，所述第一支撑架和第二支撑架的尺寸相同。
作为优选，为了加固第二支撑架和第一支撑架的位置，所述固定板与第二支撑架为一体成型结构，所述平移板与第一支撑架为一体成型结构。
本发明的有益效果是，该用于芯片分拣的机械设备通过固定机构便于固定放置保持带和保持带上的芯片，进而方便移动机构配合分拣机构运行，对保持带上的芯片进行检测和分拣，无需人工操作，提高分拣效率，在分拣时，托板穿过十字刀在保持带上留下的十字形刀口对芯片进行支撑，避免划上了芯片，使分拣更安全可靠，从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是本发明的用于芯片分拣的机械设备的结构示意图；
图2是本发明的用于芯片分拣的机械设备的平移组件的结构示意图；
图3是本发明的用于芯片分拣的机械设备的拾取组件的结构示意图；
图4是本发明的用于芯片分拣的机械设备的支撑组件的结构示意图；
图中：1.底座，2.控制器，3.收集盒，4.固定板，5.平移板，6.第一支撑架，7.第二支撑架，8.第一电机，9.第一连杆，10.第二连杆，11.第一平板，12.第二平板，13.传送带，14.第二电机，15.转轴，16.套管，17.十字刀，18.托板，19.气缸，20.侧板，21.第三电机，22.轴承，23.丝杆，24.移动块，25.滑块，26.滑槽，27.高清摄像头，28.竖管，29.吸盘，30.风机，31.光束发射器，32.接收器。
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，一种用于芯片分拣的机械设备，包括底座1、控制器2、收集盒3、固定机构、分拣机构和移动机构，所述控制器2、固定机构和收集盒3均设置在底座1的上方，所述控制器2内设有PLC，所述移动机构与分拣机构连接；
在晶圆上生产芯片完毕后，通过保持带粘接芯片，并利用环形的固定框固定保持带的位置后，通过固定机构固定环形的固定框的位置，而后操作人员可通过控制器2操作设备运行，由移动机构带动分拣机构移动，通过分拣机构对保持带上的芯片进行检测，将不合格的芯片保留在保持带上，而合格的芯片拾取放入收集盒3内，便于合格的芯片从保持带上分拣出来后，进行下一道工序生产。
如图1-2所示，所述固定机构包括固定板4、平移板5、平移组件、第一支撑架6和两个第二支撑架7，所述固定板4固定在底座1的上方，两个第二支撑架7分别固定在固定板4的靠近平移板5的一侧的两端，所述第一支撑架6固定在平移板5的靠近固定板4的一侧，所述平移组件位于平移板5的另一侧，所述平移组件包括第一电机8、第一连杆9、第二连杆10和两个限位单元，所述第一电机8固定在底座1的上方，所述第一电机8与PLC电连接，所述第一电机8与第一连杆9传动连接，所述第一连杆9通过第二连杆10与平移板5铰接，两个限位单元分别位于平移板5的下方的两侧；
固定机构中，固定板4的位置固定在底座1的上方，在固定板4上固定安装两个第二支撑架7的位置，将保持带上的环形固定框塞入到第二支撑架7上后，平移组件启动，带动平移板5向固定板4靠近移动，使得第一支撑架6靠在环形的固定框上后，进而固定了固定框的位置，方便分拣机构从固定框内侧的保持带上对芯片进行分拣工作。平移组件运行时，PLC控制第一电机8启动，带动第一连杆9转动，第一连杆9通过第二连杆10作用在平移板5上，使得平移板5在两个限位单元的作用下沿着与固定板4垂直的方向进行移动。
如图1和图4所示，所述分拣机构包括第一平板11、第二平板12、拾取组件、支撑组件和两个传送带13，所述移动机构与传送带13传动连接，所述第一平板11位于下方的传送带13的上方，所述第二平板12位于上方的传送带13的下方，所述支撑组件位于第一平板11的上方，所述拾取组件位于第二平板12的下方；
所述支撑组件包括第二电机14、转轴15、套管16、十字刀17、托板18和两个气缸19，所述第二电机14和套管16均固定在第一平板11的上方，所述第二电机14与转轴15的一端传动连接，所述转轴15的另一端设置在套管16内，两个气缸19分别位于转轴15的两侧，所述气缸19的缸体固定在转轴15上，两个气缸19的气杆分别与十字刀17和托板18固定连接，所述气缸19、第二电机14和传送带13均与PLC电连接。
分拣机构中，两个传送带13可分别带动第一平板11在保持带的下方进行移动，第二平板12在保持带的上方进行移动，第二平板12的下方，通过拾取组件对芯片进行检测，若芯片检测不合格，则芯片留在保持带上，若线盘检测合格，则第一平板11移动至第二平板12的正下方，而后第一平板11上方的支撑组件启动，将保持带上的合格芯片顶起，便于第二平板12下方的拾取组件拾取顶起的合格芯片，并将芯片放入到收集盒3内部，支撑组件运行时，PLC控制第二电机14启动，带动转轴15在套管16的支撑作用下转动，使得十字刀17转动至托板18的上方，而后PLC控制与十字刀17连接的气缸19启动，使得十字刀17与保持带的下方接触，十字刀17在保持带上划上十字的缺口，而后PLC控制第二电机14启动，带动转轴15旋转半个圆周，使得十字刀17与托板18的方向调换后，PLC控制与托板18连接的气缸19启动，增加气缸19的缸体内的气压，使得托板18通过十字缺口向上移动，穿过保持带，向上顶起芯片，与传统的利用顶针接触芯片将芯片向上顶起相比，采用托板18支撑芯片，由于增大了支撑面积，使得芯片支撑更平稳，防止芯片倾斜，同时，减小了芯片受到的压强，避免在芯片的底部留下戳痕，保护了芯片，防止芯片损坏，使得芯片分拣更安全可靠，进而提高了该设备的实用性。
作为优选，为了驱动传送带13沿着与其垂直的方向移动，所述移动机构包括两个移动组件，两个移动组件分别位于分拣机构的两侧，所述移动组件包括侧板20和两个移动单元，所述侧板20固定在底座1的上方，两个移动单元分别位于侧板20的靠近分拣机构的一侧，所述移动单元与传送带13传动连接。利用侧板20固定了两个移动组件的位置，两个移动组件分别与两个传送带13连接，用以控制两个传送带13分别在芯片的上方和下方进行移动，调节分拣位置。
如图1所示，所述移动单元包括第三电机21、轴承22、丝杆23和移动块24，所述第三电机21和轴承22均固定在侧板20上，所述第三电机21与PLC电连接，所述第三电机21与丝杆23的一端传动连接，所述丝杆23的另一端设置在轴承22内，所述移动块24套设在丝杆23上，所述移动块24的与丝杆23的连接处设有与丝杆23匹配的螺纹，所述移动块24抵靠在侧板20上，所述移动块24与传送带13连接。
PLC控制第三电机21启动，带动丝杆23在轴承22的支撑作用下旋转，丝杆23通过螺纹作用在移动块24上，使得移动块24沿着丝杆23的轴线移动，进而带动传送带13进行移动，调整分拣位置。
作为优选，为了实现平移板5固定方向的移动，所述限位单元包括滑块25和滑槽26，所述滑槽26设置在底座1上，所述滑块25固定在平移板5的下方，所述滑块25与滑槽26滑动连接，所述滑块25与滑槽26相匹配。
平移板5移动时，带动滑块25进行同步移动，由于滑块25在位置固定的滑槽26内部，使得滑块25的移动方向得到了固定，进而固定了平移板5的移动方向。
作为优选，为了保证滑块25滑动的平稳性，所述滑槽26为燕尾槽。将滑槽26设计为燕尾槽，可避免滑块25脱离滑槽26，进一步保证滑块25和平移板5移动的稳定性。
如图3所示，所述拾取组件包括高清摄像头27、竖管28、吸盘29和风机30，所述竖管28固定在第二平板12的下方，所述吸盘29固定在竖管28的底端，所述高清摄像头27固定在吸盘29上，所述风机30位于竖管28内，所述风机30和高清摄像头27均与PLC电连接。
拾取组件中，利用高清摄像头27对下方采集图像，并将图像数据传递给PLC，PLC根据图像数据判断芯片是否残次合格，若芯片合格，则PLC控制竖管28内的风机30启动，将吸盘29内的空气吸入，减小吸盘29的压强，使得吸盘29吸附支撑组件顶起的合格芯片，而后再由移动机构和传送带13带动第二平板12移动至收集盒3的上方后，PLC控制风机30停止运行，使得合格的芯片进入收集盒3中。
作为优选，为了使得第一平板11、第二平板12和芯片位于同一直线上，所述第二平板12的下方的四角处设有光束发射器31，所述第一平板11的上方的四角处设有接收器32，所述接收器32与光束发射器31一一对应，所述接收器32和光束发射器31均与PLC电连接。在进行分拣工作时，PLC控制第二平板12下方的四个光束发射器31同时运行，向下方发射光束，若此时第一平板11正对第二平板12，且芯片位于第一平板11和第二平板12之间，则光束能够透过保持带照射在接收器32上，使得接收器32接收到信号，接收器32将信号传递给PLC，使得PLC确定此时第一平板11、第二平板12和芯片位于同一直线上，进而可执行分拣工作。
作为优选，利用步进电机驱动精度高的特点，为了保证第二电机14的驱动精度，所述第二电机14为步进电机。
作为优选，为了方便夹持保持带外周的环形固定框，所述第一支撑架6和第二支撑架7的尺寸相同。采用相同的尺寸形状，方便环形的固定框卡在第一支撑架6和第二支撑架7之间，固定了固定框和内侧保持带以及芯片的位置。
作为优选，利用一体成型结构稳固的特点，为了加固第二支撑架7和第一支撑架6的位置，所述固定板4与第二支撑架7为一体成型结构，所述平移板5与第一支撑架6为一体成型结构。
该用于分拣芯片的高效型机械设备在进行分拣工作时候，通过平移组件带动平移板5靠近固定板4移动，使得第一支撑架6和两个第二支撑架7卡住环形的固定架，便于固定保持带上方的芯片的位置，通过移动组件带动移动块24进行移动，调整两个传送带13的位置，进而调节第一滑板和第二滑板的位置，第二滑板的下方，利用高清摄像头27拍摄图像，设备检测芯片是否残缺，进而判断芯片是否合格，提高了检测精度，避免出现芯片的误判，若芯片不合格，则芯片保留在保持带上，否则第一滑板的上方，由第二电机14带动转轴15转动，使得十字刀17朝上后，向上移动，在保持带上留下十字形的刀口后，第二电机14再带动转轴15旋转半个圆周，使得托板18向上移动，通过十字形的刀口穿过保持带，将芯片向上顶起，方便拾取组件进行拾取后将芯片放入收集盒3内，由于通过托板18进行支撑芯片，扩大了支撑面积，避免芯片划伤，使得芯片的分拣工作更加安全可靠，并且设备无需人工进行检测，进行安装环形固定架后设备即可自行进行分拣，提高了工作效率。
与现有技术相比，该用于芯片分拣的机械设备通过固定机构便于固定放置保持带和保持带上的芯片，进而方便移动机构配合分拣机构运行，对保持带上的芯片进行检测和分拣，无需人工操作，提高分拣效率，在分拣时，托板18穿过十字刀17在保持带上留下的十字形刀口对芯片进行支撑，避免划上了芯片，使分拣更安全可靠，从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)
1.一种用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，包括底座(1)、控制器(2)、收集盒(3)、固定机构、分拣机构和移动机构，所述控制器(2)、固定机构和收集盒(3)均设置在底座(1)的上方，所述控制器(2)内设有PLC，所述移动机构与分拣机构连接；
所述固定机构包括固定板(4)、平移板(5)、平移组件、第一支撑架(6)和两个第二支撑架(7)，所述固定板(4)固定在底座(1)的上方，两个第二支撑架(7)分别固定在固定板(4)的靠近平移板(5)的一侧的两端，所述第一支撑架(6)固定在平移板(5)的靠近固定板(4)的一侧，所述平移组件位于平移板(5)的另一侧，所述平移组件包括第一电机(8)、第一连杆(9)、第二连杆(10)和两个限位单元，所述第一电机(8)固定在底座(1)的上方，所述第一电机(8)与PLC电连接，所述第一电机(8)与第一连杆(9)传动连接，所述第一连杆(9)通过第二连杆(10)与平移板(5)铰接，两个限位单元分别位于平移板(5)的下方的两侧；
所述分拣机构包括第一平板(11)、第二平板(12)、拾取组件、支撑组件和两个传送带(13)，所述移动机构与传送带(13)传动连接，所述第一平板(11)位于下方的传送带(13)的上方，所述第二平板(12)位于上方的传送带(13)的下方，所述支撑组件位于第一平板(11)的上方，所述拾取组件位于第二平板(12)的下方；
所述支撑组件包括第二电机(14)、转轴(15)、套管(16)、十字刀(17)、托板(18)和两个气缸(19)，所述第二电机(14)和套管(16)均固定在第一平板(11)的上方，所述第二电机(14)与转轴(15)的一端传动连接，所述转轴(15)的另一端设置在套管(16)内，两个气缸(19)分别位于转轴(15)的两侧，所述气缸(19)的缸体固定在转轴(15)上，两个气缸(19)的气杆分别与十字刀(17)和托板(18)固定连接，所述气缸(19)、第二电机(14)和传送带(13)均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，所述移动机构包括两个移动组件，两个移动组件分别位于分拣机构的两侧，所述移动组件包括侧板(20)和两个移动单元，所述侧板(20)固定在底座(1)的上方，两个移动单元分别位于侧板(20)的靠近分拣机构的一侧，所述移动单元与传送带(13)传动连接。
3.如权利要求2所述的用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，所述移动单元包括第三电机(21)、轴承(22)、丝杆(23)和移动块(24)，所述第三电机(21)和轴承(22)均固定在侧板(20)上，所述第三电机(21)与PLC电连接，所述第三电机(21)与丝杆(23)的一端传动连接，所述丝杆(23)的另一端设置在轴承(22)内，所述移动块(24)套设在丝杆(23)上，所述移动块(24)的与丝杆(23)的连接处设有与丝杆(23)匹配的螺纹，所述移动块(24)抵靠在侧板(20)上，所述移动块(24)与传送带(13)连接。
4.如权利要求1所述的用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，所述限位单元包括滑块(25)和滑槽(26)，所述滑槽(26)设置在底座(1)上，所述滑块(25)固定在平移板(5)的下方，所述滑块(25)与滑槽(26)滑动连接，所述滑块(25)与滑槽(26)相匹配。
5.如权利要求4所述的用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，所述滑槽(26)为燕尾槽。
6.如权利要求1所述的用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，所述拾取组件包括高清摄像头(27)、竖管(28)、吸盘(29)和风机(30)，所述竖管(28)固定在第二平板(12)的下方，所述吸盘(29)固定在竖管(28)的底端，所述高清摄像头(27)固定在吸盘(29)上，所述风机(30)位于竖管(28)内，所述风机(30)和高清摄像头(27)均与PLC电连接。
7.如权利要求1所述的用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，所述第二平板(12)的下方的四角处设有光束发射器(31)，所述第一平板(11)的上方的四角处设有接收器(32)，所述接收器(32)与光束发射器(31)一一对应，所述接收器(32)和光束发射器(31)均与PLC电连接。
8.如权利要求1所述的用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，所述第二电机(14)为步进电机。
9.如权利要求1所述的用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，所述第一支撑架(6)和第二支撑架(7)的尺寸相同。
10.如权利要求1所述的用于芯片分拣的机械设备，其特征在于，所述固定板(4)与第二支撑架(7)为一体成型结构，所述平移板(5)与第一支撑架(6)为一体成型结构。
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