CN112389713A - 一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，属于半导体加工设备技术领域。包括半导体框架料片自动上料及排料机构、预加热处理机构、循环送料机构、塑封料压膜机构、半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构；所述的半导体框架料片自动上料及排料机构出料端设有循环送料机构，沿循环送料机构依次设有预加热处理机构、循环送料机构、自动切除废料及自动装料盒机构。本发明能够对半导体框架料片进行封装加工，全程由机械自主完成，人工参与较少，动作可靠，降低了人工成本，提高半导体封装效率，框架料片封装后一致性较好，有效提高了半导体封装加工质量。

Description

一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备

技术领域

本发明属于半导体加工设备技术领域，具体的说，涉及一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备。

背景技术

半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片（Die），然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板（引线框架）架的小岛上，再利用超细的金属（金锡铜铝）导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘（Bond Pad）连接到基板的相应引脚（Lead）,并构成所要求的电路；然后再对独立的晶片用塑料外壳加以封装保护，塑封之后还要进行一系列操作，封装完成后进行成品测试，通常经过入检Incoming、测试Test和包装Packing等工序，最后入库出货

对晶片进行塑封时，现采用塑封机进行塑封，现用的塑封机供料为手动供料，供料时必须要有工作人员实时进行监控，工作人员劳动强度较大，框架料片放置时常出现差错，导致设备停机，降低了塑封机的工作效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备。本发明能够对半导体框架料片进行封装加工，全程由机械自主完成，人工参与较少，动作可靠，降低了人工成本，提高半导体封装效率，框架料片封装后一致性较好，有效提高了半导体封装加工质量。

为达到上述目的，本发明按如下技术方案实施的：

所述的半导体封装工艺全自动送料及装料设备包括半导体框架料片自动上料及排料机构、预加热处理机构、循环送料机构、塑封料压膜机构、半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构；所述的半导体框架料片自动上料及排料机构出料端设有循环送料机构，循环送料机构起始端设有用于对框架料片进行预加热的预加热处理机构，循环送料机构中部设有用于将框架料片和塑封料保压固化成型的塑封料压膜机构，循环送料机构末端设有用于去除框架料片封装后多余废料的半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构。

优选的，所述的半导体框架料片自动上料及排料机构包括用于将堆放在料盒内框架料片逐个推出的塑封料送料组件和用于将框架料片运输至预加热处理机构上的进料模组；所述的进料模组设置在进料模组的出料端。

优选的，所述的塑封料送料组件包括承载架、推料架、丝杆升降机Ⅰ、推料电机；所述的承载架上设有用于安装料盒的卡槽，承载架底部设有用于驱动承载架上下移动的丝杆升降机Ⅰ；所述的承载架左侧设有可左右移动的推料架，推料架下方设有推料电机，推料电机通过皮带与推料架连接。

优选的，所述的进料模组包括线性模组Ⅰ、固定安装板、活动安装板、气缸Ⅰ、连接插销；所述的固定安装板安装在线性模组Ⅰ上，由线性模组Ⅰ带动其左右移动，固定安装板上设有能够上下移动的活动安装板，活动安装板通过安装在固定安装板上的气缸Ⅰ带动上下移动，活动安装板底部设有用于与框架料片连接的连接插销。

优选的，所述的循环送料机构包括用于盛放框架料片的载具、升降送料架机构、上下平行双层循环送料机构、翻转卸料机构；所述的上下平行双层循环送料机构起始端和末端侧方分别设有一个升降送料架机构；所述的翻转卸料机构设置在上下平行双层循环送料机构的末端。

优选的，所述的升降送料架机构包括安装板Ⅰ、真空吸盘Ⅰ、气缸Ⅱ、线性模组Ⅱ；所述的线性模组Ⅱ竖直设置，安装板Ⅰ设置在线性模组Ⅱ上，由线性模组Ⅱ带动其上下移动，安装板Ⅰ上设有可上下移动的真空吸盘Ⅰ，真空吸盘Ⅰ通过设置在安装板Ⅰ上的气缸Ⅱ带动其上下移动。

优选的，所述的安装板Ⅰ上设有通孔，通孔内设有用于将框架料片压入载具的螺栓，螺栓的顶部旋接有位于安装板Ⅰ上方的螺母，螺栓上设有位于安装板Ⅰ下方的弹簧。

优选的，所述的上下平行双层循环送料机构包括线性模组Ⅲ和承载板，所述的线性模组Ⅲ有两个呈上下分布，承载板安装在线性模组Ⅲ上，由线性模组Ⅲ带动其左右移动。

优选的，所述的翻转卸料机构包括安装座、翻转电机、翻转架、成品接料台、气缸Ⅳ、二次定位台、真空吸盘Ⅱ；所述的安装座上转动安装有翻转架，翻转架上设有真空吸盘Ⅱ，翻转架通过翻转电机驱使转动；所述的安装座底部设有用于驱使其上移动的气缸Ⅳ，安装座左右两侧分别设有成品接料台和二次定位台。

优选的，所述的预加热处理机构包括加热板、加热治具、顶出气缸；所述的加热治具设置在加热板上，加热治具两端底部分别设有用于将加热治具上载具顶出的顶出气缸。

优选的，所述的塑封料压膜机构包括压膜机、用于将框架料片及胶柱输入压膜机内的胶柱及框架料片搬运组件、用于排列胶柱的胶柱排列组件；所述的压膜机和胶柱排列组件分别位于循环送料机构的前后两侧方，压膜机和胶柱排列组件之间设有胶柱及框架料片搬运组件。

优选的，所述的胶柱排列组件包括胶柱排列板、线性模组Ⅳ、线性模组Ⅴ、振动盘、旋涡磁泵；所述的胶柱排列板上均匀间隔设有用于放置胶柱的定位孔，胶柱排列板侧方设有线性模组Ⅳ，线性模组Ⅳ上设有与之相互垂直设置的线性模组Ⅴ，线性模组Ⅴ上设有安装板Ⅱ，安装板Ⅱ上设有四根导向柱，且四根导向柱围成一个竖直的输送通道，输送通道底部设有胶柱分隔气缸，胶柱分隔气缸下方设有胶柱阻隔气缸；所述的振动盘出料端通过管道与旋涡磁泵进料端连接，旋涡磁泵出料端通过管道与输送通道进料端连接。

优选的，所述的胶柱及框架料片搬运组件包括线性模组Ⅶ、安装板Ⅳ、活动板、真空吸盘Ⅲ、电磁铁；所述的安装板Ⅳ设置在线性模组Ⅶ上，由线性模组Ⅶ驱使移动，安装板Ⅳ底部设有气缸Ⅳ，气缸Ⅳ的活塞杆上设有活动板，活动板上设有用于吸住胶柱的真空吸盘Ⅲ和用于吸住载具的电磁铁。

优选的，所述的半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构包括冲床、成品搬运组件、自动装料组件；所述的成品搬运组件有两个，分别设置在冲床的两侧，一个用于将框架料片运输到冲床上，另一个用于将加工好的框架料片运输到设置在冲床侧方的自动装料组件上。

优选的，所述的成品搬运组件包括线性模组Ⅵ、真空吸盘Ⅳ、连接板、气缸Ⅲ、安装板Ⅲ；所述的安装板Ⅲ安装在线性模组Ⅵ上，由线性模组Ⅵ带动起前后移动，连接板自由端设有气缸Ⅲ，气缸Ⅲ的活塞杆上设有安装板Ⅲ，安装板Ⅲ上设有真空吸盘Ⅳ。

优选的，所述的自动装料组件包括成品料盒承载架、丝杆升降机Ⅱ、底部承载架；所述的料盒承载架上设有与料盒相匹配的凹槽，凹槽底部设有可上下升降的底部承载架，底部承载架通过丝杆升降机Ⅱ驱使上下移动。

本发明的有益效果：

本发明能够对半导体框架料片进行封装加工，全程由机械自主完成，人工参与较少，动作可靠，降低了人工成本，提高半导体封装效率，框架料片封装后一致性较好，有效提高了半导体封装加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明立体结构示意图；

图2是本发明半导体框架料片自动上料及排料机构立体结构示意图；

图3是本发明塑封料送料组件结构示意图；

图4是本发明进料模组结构示意图；

图5 是本发明局部结构示意图；

图6是本发明载具结构示意图；

图7是本发明升降送料架机构结构示意图；

图8是本发明上下平行双层循环送料机构结构示意图；

图9是本发明翻转卸料机构结构示意图；

图10本发明翻转架安装示意图；

图11本发明预加热处理机构结构示意图；

图12是本发明塑封料压膜机构结构示意图；

图13是本发明塑封料压膜机构去除压膜机后结构示意图；

图14是本发明塑封料压膜机构局部结构示意图；

图15是本发明胶柱及框架料片搬运组件结构示意图；

图16是本发明胶柱及框架料片搬运组件局部立体结构示意图；

图17是本发明半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构结构示意图；

图18是本发明成品搬运组件结构示意图；

图19是本发明冲床结构示意图；

图20是本发明自动装料组件结构示意图；

图1-20中，1-半导体框架料片自动上料及排料机构、1-1塑封料送料组件、1-11承载架、1-12推料架、1-121连杆、1-122推杆、1-123导杆、1-13丝杆升降机Ⅰ、1-14推料电机、1-2进料模组、1-21线性模组Ⅰ、1-22固定安装板、1-23活动安装板、1-24气缸Ⅰ1-24、1-25连接插销、2-预加热处理机构、2-1加热板、2-2加热治具、2-3顶出气缸、3-循环送料机构、3-1载具、3-2升降送料架机构、3-21安装板Ⅰ、3-22真空吸盘Ⅰ、3-23气缸Ⅱ、3-24线性模组Ⅱ、3-25通孔、3-26螺栓、3-27螺母、3-28弹簧、3-3上下平行双层循环送料机构、3-31线性模组Ⅲ、3-32承载板、3-4翻转卸料机构、3-41安装座、3-42翻转电机、3-43翻转架、3-44成品接料台、3-45气缸Ⅳ、3-46二次定位台、3-47真空吸盘Ⅱ、4-塑封料压膜机构、4-1压膜机、4-2-1胶柱排列板、4-2-2线性模组Ⅳ、4-2-3线性模组Ⅴ、4-2-4振动盘、4-2-5旋涡磁泵、4-2-6定位孔、4-2-7安装板Ⅱ、4-2-8导向柱、4-2-9输送通道、4-2-10胶柱分隔气缸、4-2-11胶柱阻隔气缸、4-3-胶柱及框架料片搬运组件、4-3-1线性模组Ⅶ、4-3-2安装板Ⅳ、4-3-3活动板、4-3-4真空吸盘Ⅲ、4-3-5电磁铁、4-3-6气缸Ⅳ、5-半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构、5-1冲床、5-2成品搬运组件、5-21线性模组Ⅵ、5-22真空吸盘Ⅳ、5-23连接板、5-24气缸Ⅲ、5-25安装板Ⅲ、5-3自动装料组件、成品料盒承载架5-31、丝杆升降机Ⅱ5-32、5-33凹槽、底部承载架5-34、6-PLC、6-1高度同步杆、6-2位置传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

由图1-20所示，所述的半导体封装工艺全自动送料及装料设备包括半导体框架料片自动上料及排料机构1、预加热处理机构2、循环送料机构3、塑封料压膜机构4、半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构5；所述的半导体框架料片自动上料及排料机构1出料端设有循环送料机构3，循环送料机构3起始端设有用于对框架料片进行预加热的预加热处理机构2，循环送料机构3中部设有用于将框架料片和塑封料保压固化成型的塑封料压膜机构4，循环送料机构3末端设有用于去除框架料片封装后多余废料的半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构5。未加工的框架料片放置于料盒中，料盒由两块相互平行的竖直板件组成，其上端相互连接为一体，下端呈开放状态，两块板件上匹配设置有用于安装框架料片的凹槽，凹槽沿竖直方向均匀间隔分布，每一个凹槽内放置一个半导体框架料片。对半导体框架料片进行加工时，通过人工将框架料片放置在半导体框架料片自动上料及排料机构1上，半导体框架料片自动上料及排料机构1将框架料片逐一输送给循环送料机构3，循环送料机构3将框架料片依次运送给预加热处理机构2进行预加热处理，然后运送给塑封料压膜机构4机构进行热塑封装加工，最后运送给半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构5将加工好的框架料片上多余的料柄去除。半导体封装加工全程由机械自主完成，动作可靠，人工参与较少，降低了人工成本，减轻员工劳动强度，提高半导体封装效率，框架料片封装后一致性较好，有效提高了半导体封装加工质量。

所述的半导体框架料片自动上料及排料机构1包括用于将堆放在料盒内框架料片逐个推出的塑封料送料组件1-1和用于对框架料片进行送料的进料模组1-2；所述的进料模组1-2设置在进料模组1-2的出料端。所述的塑封料送料组件1-1包括承载架1-11、推料架1-12、丝杆升降机Ⅰ1-13、推料电机1-14；所述的承载架1-11上设有用于安装料盒的卡槽，承载架1-11底部设有用于驱动承载架1-11上下移动的丝杆升降机Ⅰ1-13；所述的承载架1-11左侧设有可左右移动的推料架1-12，推料架1-12下方设有推料电机1-14，推料电机1-14通过皮带与推料架1-12连接，丝杆升降机Ⅰ1-13、推料电机1-14均通过市购获得，由外部电源提供所需能源，推料电机1-14采用伺服电机或步进电机；承载架1-11上的卡槽设置有八排，每个卡槽内放置一个料盒，卡槽的大小与料盒相匹配，将料盒放置到卡槽内后，能够对卡槽进行有效定位。推料架1-12由连杆1-121、推杆1-122和导杆1-123组成，推杆1-122焊接在连杆1-121上，根据承载架1-11上可放置的料盒个数，设置8根推杆1-122，推杆1-122与料盒位置一一对应，连杆1-121设置在导杆1-123上，可沿导杆1-123左右移动；推料电机1-14采用伺服电机或步进电机，由外部电源提供能源，推料电机1-14、皮带、外加几个改向轮构成一个皮带机构，推料电机1-14转动时，带动皮带转动，从而带动推料架1-12移动。推料机构工作时，推料电机1-14正转，通过皮带带动推料架1-12向右移动，将底层的框架料片推出，然后推料电机1-14反转，带动推料架1-12退回原位，再然后丝杆升降装置动作，带动承载架1-11下移，使上层的框架料片下移至与推料架1-12相平齐的位置，不断重复上诉步骤，直至将料盒内的框架料片全部推出，然后丝杆升降装置将承载架1-11抬升复位。结构简单，能够有效将框架料片逐一从料盒上推出，使用方便。

所述的进料模组1-2包括线性模组Ⅰ1-21、固定安装板1-22、活动安装板1-23、气缸11-24、连接插销1-25；所述的固定安装板1-22安装在线性模组Ⅰ1-21上，由线性模组Ⅰ1-21带动其左右移动，固定安装板1-22上设有能够上下移动的活动安装板1-23，活动安装板1-23通过安装在固定安装板1-22上的气缸11-24带动上下移动，活动安装板1-23底部设有用于与框架料片连接的连接插销1-25，活动安装板1-23位于固定安装板1-22的上方，气缸11-24通过一个架子安装在活动安装板1-23的上方，气缸11-24伸缩运动时，带动活动安装板1-23上下移动，通过在固定安装板1-22上设置与插销位置相匹配的通孔3-25，使插销能够向下移动。线性模组Ⅰ1-21和气缸11-24均通过市购获得，气缸11-24由外部的空气压缩机提供气压，线性模组Ⅰ1-21通过外部的电源提供能源，线性模组Ⅰ1-21安装在机架上。固定安装板1-22位于线性模组Ⅰ1-21的左端时，连接插销1-25位于被塑封料送料组件1-1推出的框架料片正上方，气缸11-24带动活动安装板1-23向下移动，连接插销1-25插入框架料片内，使连接插销1-25与框架料片连接为一体，然后线性模组Ⅰ1-21向右移动，拖动框架料片向右移动，将框架料片运送给循环送料机构3，然后气缸11-24通过活动安装板1-23向上移动，使连接插销1-25与框架料片分离，再然后线性模组Ⅰ1-21向左移动复位，不断重复上述步骤，将框架料片运输给下一结构中，完成框架料片的逐一送料。

所述的循环送料机构3包括用于盛放框架料片的载具3-1、升降送料架机构3-2、上下平行双层循环送料机构3-3、翻转卸料机构3-4；所述的上下平行双层循环送料机构3-3起始端和末端侧方分别设有一个升降送料架机构3-2；所述的翻转卸料机构3-4设置在上下平行双层循环送料机构3-3的末端。预加热处理机构2位于上下平行双层循环送料机构3-3起始端，且位于上下平行双层循环送料机构3-3和升降送料架机构3-2之间，塑封料压膜机构4位于上下平行双层循环送料机构3-3中部侧方，载具3-1起框架料片承载作用，为中间构件，载具3-1上设有与框架料片相匹配的凹槽，有效对框架料片进行定位，由进料模组1-2运输来的框架料片被放置在载具3-1上，然后分别由升降送料架机构3-2、上下平行双层循环送料机构3-3对载具3-1进行搬运，从而达到对框架料片进行搬运的目的，可通过设置载具3-1的大小，使得能够一次性搬运多个框架料片，且由载具3-1对框架料片进行承载，能够有效对框架料片位置进行固定上，提高搬运时的准确性，采用载具3-1对框架料片进行保护，有效防止加工过程中框架料片的损坏，提高加工安全性。载具3-1初始位置位于预加热处理机构2上，由预加热处理机构2对框架料片进行预热处理，加热完毕，升降送料架机构3-2将载具3-1连带框架料片向上搬运，然后将载具3-1放置到位于下层的上下平行双层循环送料机构3-3上，由位于下层的上下平行双层循环送料机构3-3向右运输，当运输至上下平行双层循环送料机构3-3中部时停止，再由塑封料压膜机构4对框架料片进行热塑封装处理，得到带有塑料柄的框架料片，然后上下平行双层循环送料机构3-3继续向右运输载具3-1，运输到最右端时，翻转卸料机构3-4对载具3-1进行翻转卸料，将载具3-1上的框架料片取下，空载具3-1通过设置在最右端的升降送料架机构3-2运输给位于上方的上下平行双层循环送料机构3-3，位于上方的上下平行双层循环送料机构3-3将空的载具3-1运输至最左端，在通过升降送料架机构3-2将空的载具3-1放置到起始位置，形成一个载具3-1的搬运循环，同时将框架料片运输到各个机构中进行加工。

所述的升降送料架机构3-2包括安装板Ⅰ3-21、真空吸盘Ⅰ3-22、气缸Ⅱ2-23、线性模组Ⅱ3-24；所述的线性模组Ⅱ3-24竖直设置，安装板Ⅰ3-21设置在线性模组Ⅱ3-24上，由线性模组Ⅱ3-24带动其上下移动，安装板Ⅰ3-21上设有可上下移动的真空吸盘Ⅰ3-22，真空吸盘Ⅰ3-22通过设置在安装板Ⅰ3-21上的气缸Ⅱ2-23带动其上下移动，真空吸盘Ⅰ3-22、气缸Ⅱ2-23、线性模组Ⅱ3-24均通过市购获得。搬运时，安装板Ⅰ3-21由线性模组Ⅱ3-24带动到载具3-1的上方，与载具3-1保持由一定的间隙，防止压坏框架料片，然后气缸Ⅱ2-23带动真空吸盘Ⅰ3-22向下移动，使真空吸盘Ⅰ3-22吸住载具3-1，然后气缸Ⅱ2-23带动真空吸盘Ⅰ3-22向上移动复位，线性模组Ⅱ3-24带动吸附有载具3-1的真空吸盘Ⅰ3-22移动到下一指定位置，然后真空吸盘Ⅰ3-22破真空将载具3-1放下，完成载具3-1的上下搬运动作。所述的安装板Ⅰ3-21上设有通孔3-25，通孔3-25内设有用于将框架料片压入载具3-1的螺栓3-26，螺栓3-26的顶部旋接有位于安装板Ⅰ3-21上方的螺母3-27，螺栓3-26上设有位于安装板Ⅰ3-21下方的弹簧3-28，升降送料架机构3-2从预加热处理机构2上取出载具3-1时，安装板Ⅰ3-21在向下移动过程中，通过螺栓3-26将框架料片压入载具3-1内，使框架料片与载具3-1连接更加紧固，在下压过程中，框架料片受力为柔性，有效避免框架料片被压坏。

所述的上下平行双层循环送料机构3-3包括线性模组Ⅲ3-31和承载板3-32，所述的线性模组Ⅲ3-31水平设置，承载板3-32安装在线性模组Ⅲ3-31上，由线性模组Ⅲ3-31带动其左右移动，载具3-1由升降送料架机构3-2将其放置在承载板3-32上，通过线性模组Ⅲ3-31的左右移动带动承载板3-32左右移动，从而实现载具3-1的向左或向右搬运。

所述的翻转卸料机构3-4包括安装座3-41、翻转电机3-42、翻转架3-43、成品接料台3-44、气缸Ⅳ3-45、二次定位台3-46、真空吸盘Ⅱ3-47；所述的安装座3-41上转动安装有翻转架3-43，翻转架3-43上设有空吸盘Ⅱ3-47，翻转架3-43通过翻转电机3-42驱使转动；所述的安装座3-41底部设有用于驱使其上移动的气缸Ⅳ3-45，安装座3-41两侧分别设有二次定位台3-46和成品接料台3-44，气缸Ⅳ3-45与安装在机架上，通过管道与外部空气压缩机连接，通过控制气缸Ⅳ3-45的伸长或缩短，驱动安装座3-41上下移动；翻转电机3-42采用伺服电机或步进电机，由外部电源提供动力；二次定位台3-46位于左侧，成品接料台3-44位于右侧，翻转卸料时，翻转电机3-42带动翻转架3-43向左侧转动至水平位置，然后气缸Ⅳ3-45缩短，使真空吸盘Ⅱ3-47吸住二次定位台3-46上的框架料片，气缸Ⅳ3-45伸长，翻转电机3-42带动翻转架3-43向由侧转动至水平位置，气缸Ⅳ3-45缩短，将框架料片放置在成品接料台3-44上。

所述的塑封料压膜机构4包括压膜机4-1、用于将框架料片及胶柱输入压膜机4-1内的胶柱及框架料片搬运组件4-3、用于排列胶柱的胶柱排列组件4-2；所述的压膜机4-1和胶柱排列组件4-2分别位于循环送料机构3的前后两侧方，压膜机4-1和胶柱排列组件4-2之间设有胶柱及框架料片搬运组件4-3，加热时载具3-1镶嵌在加热治具2-2底部，加热板2-1与外部电源连接，加热板2-1通电开始发热，通过加热治具2-2的热传导，对框架料片进行加热，框架料片受热均匀，加热完毕，顶出气缸2-3伸长，从两端将料盒顶出，使料盒与加热治具2-2分离，方便料盒竖直搬运机构的搬运。

所述的塑封料压膜机构4包括压膜机4-1、用于将框架料片及胶柱输入压膜机4-1内的胶柱及框架料片搬运组件4-3、用于排列胶柱的胶柱排列组件4-2；所述的压膜机4-1和胶柱排列组件4-2分别位于循环送料机构3的前后两侧方，压膜机4-1和胶柱排列组件4-2之间设有胶柱及框架料片搬运组件4-3，工作时，由胶柱排列组件4-2将压膜机4-1一次压膜需要的胶柱排列整齐排放，然后通过胶柱及框架料片搬运组件4-3将胶柱运输至压膜机4-1内进行压膜，循环送料机构3将框架料片运输至与胶柱及框架料片搬运组件4-3相交叉的位置，然后停止，然后由胶柱及框架料片搬运组件4-3将框架料片运输进压膜机4-1内进行压膜处理，压膜完成，再由胶柱及框架料片搬运组件4-3将产品运输回循环送料机构3上，由循环送料机构3运输到下一工序中进行加工。

所述的胶柱排列组件4-2包括胶柱排列板4-2-1、线性模组Ⅳ4-2-2、线性模组Ⅴ4-2-3、振动盘4-2-4、旋涡磁泵4-2-5；所述的胶柱排列板4-2-1上均匀间隔设有用于放置胶柱的定位孔4-2-6，胶柱排列板4-2-1侧方设有线性模组Ⅳ4-2-2，线性模组Ⅳ4-2-2上设有与之相互垂直设置的线性模组Ⅴ4-2-3，线性模组Ⅴ4-2-3上设有安装板Ⅱ4-2-7，安装板Ⅱ4-2-7上设有四根导向柱4-2-8，且四根导向柱4-2-8围成一个竖直的输送通道4-2-9，输送通道4-2-9底部设有胶柱分隔气缸4-2-10，胶柱分隔气缸4-2-10下方设有胶柱阻隔气缸4-2-11；所述的振动盘4-2-4出料端通过管道与旋涡磁泵4-2-5进料端连接，旋涡磁泵4-2-5出料端通过管道与输送通道4-2-9进料端连接，压膜机4-1通过市购获得，工作时，胶柱无序的放置入振动盘4-2-4中，经振动盘4-2-4排序后输送给旋涡磁泵4-2-5，旋涡磁泵4-2-5将胶柱逐一输送至输送通道4-2-9内，在输送通道4-2-9内，胶柱因重力自由下落，胶柱阻隔气缸4-2-11伸长时，胶柱阻隔气缸4-2-11的活塞杆对输送通道4-2-9进行封堵，胶柱阻隔气缸4-2-11缩短时，输送通道4-2-9打开，胶柱自由落入胶柱排列板4-2-1上相应位置，胶柱分隔气缸4-2-10伸长时，胶柱分隔气缸4-2-10的活塞杆将位于其上下两侧的胶柱分离开来，从而达到每次放置一个胶柱的目的。放置胶柱时，胶柱阻隔气缸4-2-11缩短，放下胶柱，然后胶柱阻隔气缸4-2-11缩短伸长复位，胶柱分隔气缸4-2-10缩短，使上方的胶柱下落，胶柱分隔气缸4-2-10伸长，将上下两个胶柱分隔开来。通过线性模组Ⅳ4-2-2、线性模组Ⅴ4-2-3将输送通道4-2-9移动到胶柱排列板4-2-1上不同的位置，将胶柱放置到不同位置的定位孔4-2-6中。所述的胶柱及框架料片搬运组件4-3包括线性模组Ⅶ4-3-1、安装板Ⅳ4-3-2、活动板4-3-3、真空吸盘Ⅲ4-3-4、电磁铁4-3-5；所述的安装板Ⅳ4-3-2设置在线性模组Ⅶ4-3-1上，由线性模组Ⅶ4-3-1驱使移动，安装板Ⅳ4-3-2底部设有气缸Ⅳ4-3-6，气缸Ⅳ4-3-6的活塞杆上设有活动板4-3-3，活动板4-3-3上设有用于吸住胶柱的真空吸盘Ⅲ4-3-4和用于吸住载具3-1的电磁铁4-3-5。搬运框架料片时，由线性模组Ⅶ4-3-1将电磁铁4-3-5运输到相应位置，然后气缸Ⅳ4-3-6伸长，使电磁铁4-3-5吸附住载具3-1，气缸Ⅳ4-3-6缩短，将载具3-1和承载板3-32分离，线性模组Ⅶ4-3-1继续运动，将框架料片运输到压膜机4-1内进行压膜处理，压膜完毕，再将框架料片搬运回承载板3-32上。搬运胶柱时，与搬运框架料片同理，线性模组Ⅶ4-3-1带动真空吸盘Ⅲ4-3-4运动到排列好的胶柱上，气缸Ⅳ4-3-6伸长，使真空吸盘Ⅲ4-3-4吸附住胶柱，然后气缸Ⅳ4-3-6缩短，使胶柱与胶柱排列板4-2-1分离，最后将胶柱运输入压膜机4-1进行使用。

所述的半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构5包括冲床5-1、成品搬运组件5-2、自动装料组件5-3；所述的成品搬运组件5-2有两个，分别设置在冲床5-1的两侧，一个用于将框架料片运输到冲床5-1上，另一个用于将加工好的框架料片运输到设置在冲床5-1侧方的自动装料组件5-3上，成品搬运组件5-2包括线性模组Ⅵ5-21、真空吸盘Ⅳ、连接板5-23、气缸Ⅲ5-24、安装板Ⅲ5-25；所述的安装板Ⅲ5-25安装在线性模组Ⅵ5-21上，由线性模组Ⅵ5-21带动起前后移动，连接板5-23自由端设有气缸Ⅲ5-24，气缸Ⅲ5-24的活塞杆上设有安装板Ⅲ5-25，安装板Ⅲ5-25上设有真空吸盘Ⅳ，搬运时，线性模组Ⅵ5-21通过连接板5-23和安装板Ⅲ5-25将真空吸盘Ⅳ搬运至框架料片上方，然后气缸Ⅲ5-24伸长，使真空吸盘Ⅳ吸住对应位置上的框架料片，然后气缸Ⅲ5-24缩短，将框架料片抬起，线性模组Ⅵ5-21移动，将框架料片运输至冲床5-1上，冲床5-1去除框架料片上多余的料柄后，线性模组Ⅵ5-21在将框架料片运输至自动装料组件5-3上。

所述的自动装料组件5-3包括成品料盒承载架5-31、丝杆升降机Ⅱ5-32、底部承载架5-34；所述的料盒承载架5-31上设有与料盒相匹配的凹槽5-33，凹槽5-33底部设有可上下升降的底部承载架5-34，底部承载架5-34通过丝杆升降机Ⅱ5-32驱使上下移动。料盒放置在凹槽5-33内，对料盒进行固定，开始放置框架料片时，底部承载架5-34伸入到料盒内，框架料片由成品搬运组件5-2搬运至料盒内后，丝杆升降机Ⅱ5-32带动底部承载架5-34逐渐降低，使框架料片落入料盒内，将框架料片逐渐放入到料盒中，有效避免框架料片直接落入料盒内造成损伤。

所述的半导体框架料片自动上料及排料机构1、预加热处理机构2、循环送料机构3、半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构5、塑封料压膜机构4分别与PLC6电性连接，即PLC6的信号输出端分别与丝杆升降机Ⅰ1-13、1-14推料电机1-14、气缸11-24、加热、顶出气缸2-3、真空吸盘Ⅰ3-22、气缸Ⅱ2-23、线性模组Ⅲ3-31、翻转电机3-42、压膜机4-1、线性模组Ⅳ4-2-2、线性模组Ⅴ4-2-3、振动盘4-2-4、旋涡磁泵4-2-5、胶柱分隔气缸4-2-10、胶柱阻隔气缸4-2-11、冲床5-1、线性模组Ⅵ5-21、真空吸盘Ⅳ5-22、气缸Ⅲ5-24、丝杆升降机Ⅱ5-32，PLC6根据内置程序，逐步控制各机构进行动作。

所述的承载架1-11上设有带有齿边的高度同步杆6-1，高度同步杆6-1侧边设有位置传感器6-2，位置传感器6-2采用光电传感器，通过市购获取，位置传感器6-2对高度同步杆6-1上的齿形结构进行检测，当承载架1-11下移时，高度同步杆6-1同步下移，位置传感器6-2检测位置从一个齿转换到下一个齿，从而对承载架1-11的垂直移动距离进行监控，防止承载架1-11移动过多。塑封料送料组件1-1输出端设有用于检测框架料片的光电传感器，当框架料片被推出后，被光电传感器检测到，光电传感器将检测信号传输给PLC6，从而判断出框架料片已被正常推出，当PLC6未收到光电传感器的检测信号时，说明框架料片未正常推出，设备发生异常，设备运行停止。

本发明能够对半导体框架料片进行封装加工，全程由机械自主完成，人工参与较少，动作可靠，降低了人工成本，提高半导体封装效率，框架料片封装后一致性较好，有效提高了半导体封装加工质量。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围；附图尺寸与具体实物无关，实物尺寸可任意变换。

Claims (16)

1.一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的半导体封装工艺全自动送料及装料设备包括半导体框架料片自动上料及排料机构（1）、预加热处理机构（2）、循环送料机构（3）、塑封料压膜机构（4）、半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构（5）；所述的半导体框架料片自动上料及排料机构（1）出料端设有循环送料机构（3），循环送料机构（3）起始端设有用于对框架料片进行预加热的预加热处理机构（2），循环送料机构（3）中部设有用于将框架料片和塑封料保压固化成型的塑封料压膜机构（4），循环送料机构（3）末端设有用于去除框架料片封装后多余废料的半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构（5）。

2.根据权利要求1所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的半导体框架料片自动上料及排料机构（1）包括用于将堆放在料盒内框架料片逐个推出的塑封料送料组件（1-1）和用于将框架料片运输至预加热处理机构（2）上的进料模组（1-2）；所述的进料模组（1-2）设置在进料模组（1-2）的出料端。

3.根据权利要求2所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的塑封料送料组件（1-1）包括承载架（1-11）、推料架（1-12）、丝杆升降机Ⅰ（1-13）、推料电机（1-14）；所述的承载架（1-11）上设有用于安装料盒的卡槽，承载架（1-11）底部设有用于驱动承载架（1-11）上下移动的丝杆升降机Ⅰ（1-13）；所述的承载架（1-11）左侧设有可左右移动的推料架（1-12），推料架（1-12）下方设有推料电机（1-14），推料电机（1-14）通过皮带与推料架（1-12）连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的进料模组（1-2）包括线性模组Ⅰ（1-21）、固定安装板（1-22）、活动安装板（1-23）、气缸Ⅰ（1-24）、连接插销（1-25）；所述的固定安装板（1-22）安装在线性模组Ⅰ（1-21）上，由线性模组Ⅰ（1-21）带动其左右移动，固定安装板（1-22）上设有能够上下移动的活动安装板（1-23），活动安装板（1-23）通过安装在固定安装板（1-22）上的气缸Ⅰ（1-24）带动上下移动，活动安装板（1-23）底部设有用于与框架料片连接的连接插销（1-25）。

5.根据权利要求4所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的循环送料机构（3）包括用于盛放框架料片的载具（3-1）、升降送料架机构（3-2）、上下平行双层循环送料机构（3-3）、翻转卸料机构（3-4）；所述的上下平行双层循环送料机构（3-3）起始端和末端侧方分别设有一个升降送料架机构（3-2）；所述的翻转卸料机构（3-4）设置在上下平行双层循环送料机构（3-3）的末端。

6.根据权利要求5所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的升降送料架机构（3-2）包括安装板Ⅰ（3-21）、真空吸盘Ⅰ（3-22）、气缸Ⅱ（2-23）、线性模组Ⅱ（3-24）；所述的线性模组Ⅱ（3-24）竖直设置，安装板Ⅰ（3-21）设置在线性模组Ⅱ（3-24）上，由线性模组Ⅱ（3-24）带动其上下移动，安装板Ⅰ（3-21）上设有可上下移动的真空吸盘Ⅰ（3-22），真空吸盘Ⅰ（3-22）通过设置在安装板Ⅰ（3-21）上的气缸Ⅱ（2-23）带动其上下移动。

7.根据权利要求6所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的安装板Ⅰ（3-21）上设有通孔（3-25），通孔（3-25）内设有用于将框架料片压入载具（3-1）的螺栓（3-26），螺栓（3-26）的顶部旋接有位于安装板Ⅰ（3-21）上方的螺母（3-27），螺栓（3-26）上设有位于安装板Ⅰ（3-21）下方的弹簧（3-28）。

8.根据权利要求5、6或7所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的上下平行双层循环送料机构（3-3）包括线性模组Ⅲ（3-31）和承载板（3-32），所述的线性模组Ⅲ（3-31）有两个呈上下分布，承载板（3-32）安装在线性模组Ⅲ（3-31）上，由线性模组Ⅲ（3-31）带动其左右移动。

9.根据权利要求8所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的翻转卸料机构（3-4）包括安装座（3-41）、翻转电机（3-42）、翻转架（3-43）、成品接料台（3-44）、气缸Ⅳ（3-45）、二次定位台（3-46）、真空吸盘Ⅱ（3-47）；所述的安装座（3-41）上转动安装有翻转架（3-43），翻转架（3-43）上设有真空吸盘Ⅱ（3-47），翻转架（3-43）通过翻转电机（3-42）驱使转动；所述的安装座（3-41）底部设有用于驱使其上移动的气缸Ⅳ（3-45），安装座（3-41）左右两侧分别设有成品接料台（3-44）和二次定位台（3-46）。

10.根据权利要求1、2、3、5、6、7或9所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的预加热处理机构（2）包括加热板（2-1）、加热治具（2-2）、顶出气缸（2-3）；所述的加热治具（2-2）设置在加热板（2-1）上，加热治具（2-2）两端底部分别设有用于将加热治具（2-2）上载具（3-1）顶出的顶出气缸（2-3）。

11.根据权利要求10所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的塑封料压膜机构（4）包括压膜机（4-1）、用于将框架料片及胶柱输入压膜机（4-1）内的胶柱及框架料片搬运组件（4-3）、用于排列胶柱的胶柱排列组件（4-2）；所述的压膜机（4-1）和胶柱排列组件（4-2）分别位于循环送料机构（3）的前后两侧方，压膜机（4-1）和胶柱排列组件（4-2）之间设有胶柱及框架料片搬运组件（4-3）。

12.根据权利要求11所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的胶柱排列组件（4-2）包括胶柱排列板（4-2-1）、线性模组Ⅳ（4-2-2）、线性模组Ⅴ（4-2-3）、振动盘（4-2-4）、旋涡磁泵（4-2-5）；所述的胶柱排列板（4-2-1）上均匀间隔设有用于放置胶柱的定位孔（4-2-6），胶柱排列板（4-2-1）侧方设有线性模组Ⅳ（4-2-2），线性模组Ⅳ（4-2-2）上设有与之相互垂直设置的线性模组Ⅴ（4-2-3），线性模组Ⅴ（4-2-3）上设有安装板Ⅱ（4-2-7），安装板Ⅱ（4-2-7）上设有四根导向柱（4-2-8），且四根导向柱（4-2-8）围成一个竖直的输送通道（4-2-9），输送通道（4-2-9）底部设有胶柱分隔气缸（4-2-10），胶柱分隔气缸（4-2-10）下方设有胶柱阻隔气缸（4-2-11）；所述的振动盘（4-2-4）出料端通过管道与旋涡磁泵（4-2-5）进料端连接，旋涡磁泵（4-2-5）出料端通过管道与输送通道（4-2-9）进料端连接。

13.根据权利要求12所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的胶柱及框架料片搬运组件（4-3）包括线性模组Ⅶ（4-3-1）、安装板Ⅳ（4-3-2）、活动板（4-3-3）、真空吸盘Ⅲ（4-3-4）、电磁铁（4-3-5）；所述的安装板Ⅳ（4-3-2）设置在线性模组Ⅶ（4-3-1）上，由线性模组Ⅶ（4-3-1）驱使移动，安装板Ⅳ（4-3-2）底部设有气缸Ⅳ（4-3-6），气缸Ⅳ（4-3-6）的活塞杆上设有活动板（4-3-3），活动板（4-3-3）上设有用于吸住胶柱的真空吸盘Ⅲ（4-3-4）和用于吸住载具（3-1）的电磁铁（4-3-5）。

14.根据权利要求1、3、5、6、7、9、11、12或13所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的半导体塑封产品的自动切除废料及自动装料盒机构（5）包括冲床（5-1）、成品搬运组件（5-2）、自动装料组件（5-3）；所述的成品搬运组件（5-2）有两个，分别设置在冲床（5-1）的两侧，一个用于将框架料片运输到冲床（5-1）上，另一个用于将加工好的框架料片运输到设置在冲床（5-1）侧方的自动装料组件（5-3）上。

15.根据权利要求14所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的成品搬运组件（5-2）包括线性模组Ⅵ（5-21）、真空吸盘Ⅳ（5-22）、连接板（5-23）、气缸Ⅲ（5-24）、安装板Ⅲ（5-25）；所述的安装板Ⅲ（5-25）安装在线性模组Ⅵ（5-21）上，由线性模组Ⅵ（5-21）带动起前后移动，连接板（5-23）自由端设有气缸Ⅲ（5-24），气缸Ⅲ（5-24）的活塞杆上设有安装板Ⅲ（5-25），安装板Ⅲ（5-25）上设有真空吸盘Ⅳ（5-22）。

16.根据权利要求14所述的一种半导体封装工艺全自动送料及装料设备，其特征在于：所述的自动装料组件（5-3）包括成品料盒承载架（5-31）、丝杆升降机Ⅱ（5-32）、底部承载架（5-34）；所述的料盒承载架（5-31）上设有与料盒相匹配的凹槽（5-33），凹槽（5-33）底部设有可上下升降的底部承载架（5-34），底部承载架（5-34）通过丝杆升降机Ⅱ（5-32）驱使上下移动。

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