CN113682819A - 一种半导体封装用智能输送机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了输送机技术领域的一种半导体封装用智能输送机系统，包括上料输送部、转运处理部以及卸料输送部；所述上料输送部用于将需要装贴在一起的基板和晶片同时输送至转运处理部内；所述转运处理部在接收到上料输送部输送的基板和晶片后，先校准基板和晶片贴装位置，在转运过程中保持基板和晶片始终处于贴装位置并完成贴装，在转运至卸料输送部位置时，将贴装完毕的基板和晶片输送至卸料输送部上。本发明能够在转运的过程中将晶片和基板进行堆叠贴装，然后将贴合好的半导体输送至下一生产线上，以便进行封装，提高生产效率。

Description

一种半导体封装用智能输送机系统

技术领域

本发明为输送机技术领域，具体涉及到的是一种半导体封装用智能输送机系统。

背景技术

半导体封装是利用薄膜细微加工等技术将晶片在基板上布局、固定及连接，并用可塑性绝缘介质灌封后形成电子产品的过程，目的是保护晶片免受损伤，保证晶片的散热性能，以及实现电能和电信号的传输，确保系统正常工作，封装过程中需要先将晶片正面（即晶片上设置有焊盘的一面） 朝下贴附于基板上，然后进行引线键合，继而封装。

目前的封装过程中需要分别从输送部上抓取基板和晶片，然后将其堆叠贴合以便封装，封装过程中抓取机械手的程序已经设定，所以每次抓取运行路线确定，但是从输送部上输送来的基板和晶片的位置却不是每次都相同，所以机械手每次抓取都有可能存在误差，最终使得贴合的位置达不到最优，影响后续封装后的使用寿命，甚至可能在贴装过程中装贴误差过大，直接造成产品报废，增加生产成本。

本发明提供了一种半导体封装用智能输送机系统，用以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体封装用智能输送机系统，以解决上述背景技术中提出了现有技术缺点的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体封装用智能输送机系统，包括上料输送部、转运处理部以及卸料输送部；所述上料输送部用于将需要装贴在一起的基板和晶片同时输送至转运处理部内；所述转运处理部在接收到上料输送部输送的基板和晶片后，先校准基板和晶片贴装位置，在转运过程中保持基板和晶片始终处于贴装位置并完成贴装，在转运至卸料输送部位置时，将贴装完毕的基板和晶片输送至卸料输送部上。

所述转运处理部包括转运压合模具、转运驱动机构以及压合驱动机构；所述转运压合模具用于校准基板和晶片的贴装位置并携带基板和晶片移动；所述转运驱动机构用于驱动转运压合模具从上料输送部移动至卸料输送部并保持基板和晶片压合前始终处于校准位置；所述压合驱动机构用于在转运压合模具校准基板和晶片的贴装位置后驱动转运压合模具压合贴装基板和晶片。

作为本发明的进一步方案，所述转运压合模具包括左模具和右模具，所述左模具上开设有第一校正槽，所述第一校正槽用于校正晶片的贴装位置，所述右模具上开设有第二校正槽，所述第二校正槽用于校正基板的贴装位置；所述左模具的底部与右模具底部均固定设置有齿轮杆，两个所述齿轮杆相互啮合且同侧端部均共同转动连接有连接片。

作为本发明的进一步方案，所述转运驱动机构包括外接驱动源的驱动轴，所述驱动轴上固定安装有转动盘，所述转动盘的侧面固定安装有转动杆，所述转动杆上转动设置有相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮的正面与转运压合模具固定连接；所述转动盘上同轴设置有与第二齿轮相啮合的第三齿轮，所述第二齿轮位于第一齿轮和第三齿轮之间，所述第三齿轮套接在驱动轴上，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮的齿数相同。

作为本发明的进一步方案，所述压合驱动机构包括第一齿条，所述第一齿条用于与安装在右模具上的齿轮杆作用，驱动左模具与右模具闭合。

作为本发明的进一步方案，所述第一校正槽内设置有位置调整单元，所述位置调整单元包括滑动安装在第一校正槽内的第一滑动板，所述第一滑动板上螺纹连接有螺杆，所述螺杆转动安装在左模具的背面上。

作为本发明的进一步方案，还包括卸料单元，所述卸料单元用于转动转运压合模具，使得压合后的转运压合模具倾斜向下；所述卸料单元包括套接在驱动轴上的驱动齿轮和水平滑动安装在机架上的驱动板，所述驱动齿轮与第三齿轮固定连接；所述驱动板上开有齿条段，所述齿条段与第三齿轮相啮合，所述驱动板上固定连接有第二齿条，第二齿条位于转动盘正下方；所述转动盘的周向开有与第二齿条相啮合的弧形齿条，所述弧形齿条的圆心角为180°。

作为本发明的进一步方案，所述第一校正槽、第二校正槽的一端均开有导向槽。

作为本发明的进一步方案，所述第二校正槽内设置有排料组件，所述排料组件包括滑动安装在第二校正槽内的第二滑动板，所述第二滑动板与设置在右模具上的驱动杆相连，所述驱动杆外接PLC控制器，当转运压合模具位于卸料输时PLC控制器控制驱动杆移动进行卸料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明能够在转运的过程中将晶片和基板进行堆叠，然后将贴合好的半导体输送至下一生产线上，以便进行封装，提高生产效率。本发明还可以自由调整晶片与基板的相对位置，以适应不同型号的半导体，操作简单，节省成本。

2.本发明对上料输送部处的基板、晶片进行分离式贮存，防止在未定位的情况下两者接触，使得贴合的定位不准确，造成报废。本发明利用转运压合模具的转运行程完成，对基板、晶片的贴合，无需额外动力，节省空间、时间，提高生产效率。

3.上料输送部和卸料输送部之间设置两组转运机构，当一组转运机构的转运压合模具位于上料输送部接料处时，另一组转运机构的转运压合模具位于卸料输送部处，两组转运机构交替转运，提高转运效率。

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所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为一种半导体封装用智能输送机系统的整体结构示意图；

图2为本发明只能输送机系统的俯视图；

图3为本发明图2中A部分的局部放大图；

图4为本发明转运压合模具的结构示意图；

图5为本发明转运压合模具另一视角的结构示意图；

图6为本发明转运压合模具在卸料时的结构示意图；

图7为本发明转运驱动机构的结构示意图；

图8为本发明转运驱动机构另一视角的结构示意图；

图9为本发明设置两组转运机构时的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-上料输送部、2-卸料输送部、3-晶片、4-基板、301-左模具、302-右模具、303-第一校正槽、304-第二校正槽、305-齿轮杆、306-连接片、401-驱动轴、402-转动盘、403-转动杆、404-第一齿轮、405-第二齿轮、406-第三齿轮、501-第一齿条、601-第一滑动板、602-螺杆、701-驱动齿轮、702-驱动板、703-齿条段、704-第二齿条、705-弧形齿条段、801-导向槽、901-第二滑动板、902-驱动杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，一种半导体封装用智能输送机系统，包括上料输送部1、转运处理部以及卸料输送部2；所述上料输送部1用于将需要装贴在一起的基板4和晶片3同时输送至转运处理部内；所述转运处理部在接收到上料输送部1输送的基板4和晶片3后，先校准基板4和晶片3贴装位置，在转运过程中保持基板4和晶片3始终处于贴装位置并完成贴装，在转运至卸料输送部2位置时，将贴装完毕的基板4和晶片3输送至卸料输送部2上。

所述转运处理部包括转运压合模具、转运驱动机构以及压合驱动机构；所述转运压合模具用于校准基板4和晶片3的贴装位置并携带基板4和晶片3移动；所述转运驱动机构用于驱动转运压合模具从上料输送部1移动至卸料输送部2并保持基板4和晶片3压合前始终处于校准位置；所述压合驱动机构用于在转运压合模具校准基板4和晶片3的贴装位置后驱动转运压合模具压合贴装基板4和晶片3。

封装过程中需要先将晶片3正面（即晶片3上设置有焊盘的一面） 朝下贴附于基板4上，然后进行引线键合，继而封装；目前的封装过程中需要分别从输送部上抓取基板4和晶片3，装过程中抓取机械手的程序已经设定，每次抓取运行路线确定，但是从输送部上输送来的基板4和晶片3的位置却不是每次都相同，所以机械手每次抓取都有可能存在误差，最终使得贴合的位置达不到最优，影响后续封装后的使用寿命，甚至可能在贴装过程中装贴误差过大，直接造成产品报废。如图1所示，本技术方案在上料输送部1和卸料输送部2之间设置有转运处理部，转运处理部在上料输送部1的位置分别承接同步输送而来的基板4和晶片3，进行分离式的贮存，然后将其转运至卸料输送部2上。本发明在转运处理部能够在转运的过程中自动将分离式的基板4和晶片3进行贴合，使得其能够以待封装半导体的状态落在卸料输送部2上，方便后续的封装。本发明能够在转运的过程中将晶片3和基板4进行堆叠贴合，然后将贴合好的半导体输送至下一生产线上，以便进行封装，提高生产效率。

作为本发明的进一步方案，转运压合模具包括左模具301和右模具302，左模具301上开设有第一校正槽303，第一校正槽303用于校正晶片3的贴装位置，右模具302上开设有第二校正槽304，第二校正槽304用于校正基板4的贴装位置；左模具301的底部与右模具302底部均固定设置有齿轮杆305，两个齿轮杆305相互啮合且同侧端部均共同转动连接有连接片306。

如图4、图5、图6所示，本发明转运压合模具的左模具301、右模具302上分别开有用于放置晶片3的第一校正槽303、用于放置基板4的第二校正槽304，在上料输送部1处，晶片3、基板4分别落在第一校正槽303、第二校正槽304内，进行分离式的贮存；这样防止在移动的过程中基板4和晶片3在未确定好位置的情况下直接贴合，造成定位不准；左模具301、右模具302初始组成V型，V型的开口竖直向上，这样在转运过程中晶片3、基板4会因为自身重力落在第一校正槽303、第二校正槽304底部，完成定位，不会因为转运驱动机构的转运而使得位置发生相对移动；如图1、图4所示，转运压合模具承接好基板4、晶片3后，转运压合模具在转运驱动机构的驱动下开始转运，在转运的过程中，右模具302下的齿轮杆305与第一齿条501啮合，齿轮杆305转动驱动左模具301、右模具302相互靠近，使得定位好的基板4、晶片3开始贴合，成为待封装的半导体，然后转运压合模具移动至卸料输送部2处将待封装的半导体转运至卸料输送部2上，完成转运；本技术方案对上料输送部1处的基板4、晶片3进行分离式贮存，在基板4、晶片3完全到达贴装位置时再进行装贴，贴合位置精准，解决了现有技术中，装贴输送线无法保证基板4、晶片3达到最优装贴位置后才进行装贴，影响后续封装后半导体的使用寿命，甚至可能在贴装过程中装贴误差过大，直接造成产品报废的问题；此外，本技术方案还利用转运压合模具的输送动作去完成基板4、晶片3定位以及装贴，无需额外动力，节省空间、时间，提高生产效率。

作为本发明的进一步方案，第一校正槽303、第二校正槽304的一端均开有导向槽801，导向槽801用于引导晶片3进入第一校正槽303，引导基板4进入第二校正槽304；如图5所示，工作时，为了使得在上料输送部1处，基板4和晶片3能够利用自身重力顺利地滑入第一校正槽303、第二校正槽304内，通过设置导向槽801可快速将基板4和晶片3引导入对应位置，避免手工校正基板4、晶片3放入左模具301、右模具302的位置，简单方便，节省成本，提高生产效率。

作为本发明的进一步方案，所述第一校正槽303内设置有位置调整单元，所述位置调整单元包括滑动安装在第一校正槽303内的第一滑动板601，所述第一滑动板601上螺纹连接有螺杆602，所述螺杆602转动安装在左模具301的背面上，所述背面与开有第一校正槽303的一面相对。

在生产不同型号的半导体时需要对晶片3和基板4的贴装位置进行调整，现有的调整方式需要通过控制机械手的落点位置进行调节，该方式效率低下，操作极其不便；如图4、图5、图6所示，本技术方案通过转动螺杆602可以驱动第一滑动板601在第一校正槽303内滑动，第一滑动板601滑动控制落在第一滑动板601上的晶片3的位置，进而改变晶片3和基板4的贴装位置。

作为本发明的进一步方案，所述转运驱动机构包括外接电源的驱动轴401，所述驱动轴401上固定安装有转动盘402，沿转动盘402的径向固定安装有转动杆403，所述转动杆403上转动设置有相互啮合的第一齿轮404和第二齿轮405，所述第一齿轮404的齿面上固定安装有转运压合模具；所述转动盘402上同轴设置有与第二齿轮405相啮合的第三齿轮406，所述第二齿轮405位于第一齿轮404、第三齿轮406之间，所述第二齿轮405套接在驱动轴401上，所述第一齿轮404、第二齿轮405、第三齿轮406的齿数相同。

本发明的转运驱动机构在转运转运压合模具时，为了保证基板4、晶片3能够在转运的过程中一直落在第一校正槽303、第二校正槽304底部，位置不会发生变化，所以转运压合模具在转运时需要保证V型开口在移动至卸料输送部2前一直向上；如图7所示，工作时，驱动轴401驱动转动盘402转动，转动盘402带动转动杆403转动。本发明中第三齿轮406套接在驱动轴401上，同时第三齿轮406转动安装在机架上，且第三齿轮406与机架之间具有较大摩擦力，此时套接在驱动轴401上的第三齿轮406被摩擦力限制在机架上不发生转动。这样随着转动杆403的转动，设置在转动杆403上的第一齿轮404、第二齿轮405随着转动杆403一起转动，第二齿轮405与固定不转的第三齿轮406啮合发生相对转动，第二齿轮405转动驱动第一齿轮404转动；此时因为第一齿轮404、第二齿轮405、第三齿轮406的齿数相同，转动盘402与第三齿轮406同轴设置，所以转动盘402转动的角度等于第一齿轮404转动的角度，且转动方向相反；所以固定在第一齿轮404上的转运压合模具会随着转动盘402的转动不断调整自身角度，使得V型开口始终向上，保证基板4、晶片3能够在转运的过程中一直落在第一校正槽303、第二校正槽304底部，位置不会发生变化，使贴合位置准确。

作为本发明的进一步方案，还包括卸料单元，所述卸料单元用于转动转运压合模具，使得合拢后的转运压合模具倾斜向下；所述卸料单元包括套接在驱动轴401上的驱动齿轮701和水平滑动安装在机架上的驱动板702，所述驱动齿轮701与第二齿轮405固定连接；所述驱动板702上开有齿条段703，所述齿条段703与第二齿轮405相啮合，所述驱动板702上固定连接有第二齿条704，所述第二齿条704水平滑动安装在机架上，第二齿条704位于转动盘402正下方；所述转动盘402的周向开有与第二齿条704相啮合的弧形齿条705，所述弧形齿条705的圆心角为180°。

本发明需要在卸料输送部2处进行自动卸料；如图6、图7、图8所示，转动盘402转动，设置在转动盘402周向的弧形齿条705与第二齿条704相啮合，随着转动盘402的转动，弧形齿条705驱动第二齿条704水平移动，第二齿条704驱动驱动板702水平移动，驱动板702上设置有齿条段703，在转运压合模具合拢前，转动盘402驱动驱动板702移动，此时齿条段703未与驱动齿轮701啮合，此时驱动齿轮701静止；当转运压合模具合拢后，随着转动盘402的转动，驱动板702上的齿条段703开始与驱动齿轮701啮合，此时驱动齿轮701转动，驱动齿轮701带动第三齿轮406克服与机架的摩擦力转动，第三齿轮406转动通过第二齿轮405控制第一齿轮404转动，第一齿轮404上的转运压合模具的开口由竖直向上开始向水平转动，继而倾斜向下，将转运压合模具内已经贴合的基板4、晶片3倾倒至卸料输送部2上，完成转动。

作为本发明的进一步方案，所述第二校正槽304内设置有排料组件，所述排料组件包括滑动安装在第二校正槽304内的第二滑动板901，所述第二滑动板901与设置在右模具302上的驱动杆902相连，所述驱动杆902外接PLC控制器，当转运压合模具位于卸料输送部2时PLC控制器控制驱动杆902移动卸料。为了防止贴合后的基板4、晶片3在卸料输送部2处卡在转运压合模具内无法顺利移动至卸料输送部2上，本发明设置了排料组件。如图4、图5、图6所示，当转运压合模具位于卸料输送部2时PLC控制器控制驱动杆902移动第二滑动板901，所述第二滑动板901驱动落在其上的基板4离开右模具302，使得止贴合后的基板4、晶片3能够顺利移动至卸料输送部2上。

如图9所示，本发明为了提高转运效率，在上料输送部1和卸料输送部2之间设置两组转运机构组成转运处理部，当一组转运机构的转运压合模具位于上料输送部1接料处时，另一组转运机构的转运压合模具位于卸料输送部2处。如图9所示，本发明先设置一组转运机构，然后将转运压合模具拆下镜像设置另一组，接着绕着驱动轴401转180°，最后将拆下的转运压合模具移左模具301在左、右模具302在右的方向重新装在第一齿轮404上。本发明在工作时驱动驱动轴401转动180°后回复，循环往复。这样一组转动机构的转运轨迹在上方，另一组转动机构的转运轨迹在下方，互不干涉，交替转运，提高转运效率。

Claims (8)

1.一种半导体封装用智能输送机系统，其特征在于：包括上料输送部（1）、转运处理部以及卸料输送部（2）；所述上料输送部（1）用于将需要装贴在一起的基板（4）和晶片（3）同时输送至转运处理部内；所述转运处理部在接收到上料输送部（1）输送的基板（4）和晶片（3）后，先校准基板（4）和晶片（3）贴装位置，在转运过程中保持基板（4）和晶片（3）始终处于贴装位置并完成贴装，在转运至卸料输送部（2）位置时，将贴装完毕的基板（4）和晶片（3）输送至卸料输送部（2）上；

所述转运处理部包括转运压合模具、转运驱动机构以及压合驱动机构；所述转运压合模具用于校准基板（4）和晶片（3）的贴装位置并携带基板（4）和晶片（3）移动；所述转运驱动机构用于驱动转运压合模具从上料输送部（1）移动至卸料输送部（2）并保持基板（4）和晶片（3）压合前始终处于校准位置；所述压合驱动机构用于在转运压合模具校准基板（4）和晶片（3）的贴装位置后驱动转运压合模具压合贴装基板（4）和晶片（3）。

2.根据权利要求1所述的一种半导体封装用智能输送机系统，其特征在于：所述转运压合模具包括左模具（301）和右模具（302），所述左模具（301）上开设有第一校正槽（303），所述第一校正槽（303）用于校正晶片（3）的贴装位置，所述右模具（302）上开设有第二校正槽（304），所述第二校正槽（304）用于校正基板（4）的贴装位置；所述左模具（301）的底部与右模具（302）底部均固定设置有齿轮杆（305），两个所述齿轮杆（305）相互啮合且同侧端部均共同转动连接有连接片（306）。

3.根据权利要求2所述的一种半导体封装用智能输送机系统，其特征在于：所述转运驱动机构包括外接驱动源的驱动轴（401），所述驱动轴（401）上固定安装有转动盘（402），所述转动盘（402）侧面固定安装有转动杆（403），所述转动杆（403）上转动设置有相互啮合的第一齿轮（404）和第二齿轮（405），所述第一齿轮（404）的正面与转运压合模具固定连接；所述转动盘（402）上同轴设置有与第二齿轮（405）相啮合的第三齿轮（406），所述第二齿轮（405）位于第一齿轮（404）和第三齿轮（406）之间，所述第三齿轮（406）套接在驱动轴（401）上，所述第一齿轮（404）、第二齿轮（405）、第三齿轮（406）的齿数相同。

4.根据权利要求3所述的一种半导体封装用智能输送机系统，其特征在于：所述压合驱动机构包括第一齿条（501），所述第一齿条（501）用于与安装在右模具（302）上的齿轮杆（305）作用，驱动左模具（301）与右模具（302）闭合。

5.根据权利要求4所述的一种半导体封装用智能输送机系统，其特征在于：所述第一校正槽（303）内设置有位置调整单元，所述位置调整单元包括滑动安装在第一校正槽（303）内的第一滑动板（601），所述第一滑动板（601）上螺纹连接有螺杆（602），所述螺杆（602）转动安装在左模具（301）的背面上。

6.根据权利要求5所述的一种半导体封装用智能输送机系统，其特征在于：还包括卸料单元，所述卸料单元用于转动转运压合模具，使得压合后的转运压合模具倾斜向下；所述卸料单元包括套接在驱动轴（401）上的驱动齿轮（701）和水平滑动安装在机架上的驱动板（702），所述驱动齿轮（701）与第三齿轮（406）固定连接；所述驱动板（702）上开有齿条段（703），所述齿条段（703）与第三齿轮（406）相啮合，所述驱动板（702）上固定连接有第二齿条（704），第二齿条（704）位于转动盘（402）正下方；所述转动盘（402）的周向开有与第二齿条（704）相啮合的弧形齿条（705），所述弧形齿条（705）的圆心角为180°。

7.根据权利要求6所述的一种半导体封装用智能输送机系统，其特征在于：所述第一校正槽（303）、第二校正槽（304）的一端均开有导向槽（801）。

8.根据权利要求7所述的一种半导体封装用智能输送机系统，其特征在于：所述第二校正槽（304）内设置有排料组件，所述排料组件包括滑动安装在第二校正槽（304）内的第二滑动板（901），所述第二滑动板（901）与设置在右模具（302）上的驱动杆（902）相连，所述驱动杆（902）外接PLC控制器，当转运压合模具位于卸料输时PLC控制器控制驱动杆（902）移动进行卸料。

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