CN114678303A - 一种晶圆环取料贴装装置及晶圆环取料贴装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种晶圆环取料贴装装置及晶圆环取料贴装方法，包括：物料储存组件、前段取料机构、后段取料机构、贴装组件。本方案的技术效果在于，物料储存组件可以堆叠多个晶圆环，并可以方便逐一取出晶圆环，利于实现自动化和提升上料的效率。本发明通过设置前段取料机构将物料储存组件中的晶圆环取出，并进行一次转运到中转取料工位，再通过后段取料机构来对前段取料机构上的晶圆环进行二次转运，其解决的技术问题是：现有技术中的取料机构很难直接将物料储存组件中的晶圆环运送至贴装工位上，本方案采用设置两个取料机构的方式有效地解决了这一技术问题，本方案具有转运效率高，适配性强的优点。采用机械转运的方式有效提高了转运精度，从而使得晶圆环的位置更加准确，进而能够提高对晶圆环的贴装精度。

Description

一种晶圆环取料贴装装置及晶圆环取料贴装方法

技术领域

本发明涉及半导体生产加工技术领域，具体涉及一种晶圆环取料贴装装置及晶圆环取料贴装方法。

背景技术

晶圆或称为晶圆环是生产芯片及LED等器件的原材料，在晶圆上完成多个芯片或LED制作后，需要将这些芯片或LED逐一从晶圆上分离下来，例如MiniLED在制备完成后，需要将MiniLED逐一从晶圆上分离下来，并贴装到玻璃面板上。现有技术中，通常采用人工贴装，容易增加产品的不良率，且人工效率低，成本较高，基于此需要对应设计一种快速贴装设备，用于解决晶圆环的快速贴装问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种晶圆环取料贴装装置及晶圆环取料贴装方法，实现自动高效的贴装作业。本方案通过设置物料储存组件来对晶圆环进行存储，通过设置贴装组件来对晶圆环进行贴装作业。其中本发明通过设置前段取料机构用于将物料储存组件中的晶圆环取放，通过设置后段取料机构来对前段取料机构上的晶圆环进行二次转运，其解决的技术问题是：现有技术中的取料机构很难直接将物料储存组件中的晶圆环运送至贴装工位上，本方案采用设置两个取料机构的方式有效地解决了这一技术问题，本方案具有转运效率高，适配性强的优点。

具体的，本发明提出了一种晶圆环取料贴装装置，包括：

物料储存组件，用于放置晶圆环；

前段取料机构，用于将所述物料储存组件中的晶圆环取出并移载到中转取料工位；

后段取料机构，用于将中转取料工位上所述前段取料机构转载的晶圆环转运至贴装工位；

贴装组件，所述贴装组件具有一个贴装工作部(附图示例中为打击头)，所述打击头用于将转运至贴装工位上的晶圆环进行贴装作业。

本方案的技术效果在于，物料储存组件可以堆叠多个晶圆环，并可以方便逐一取出晶圆环，利于实现自动化和提升上料的效率。本发明通过设置前段取料机构将物料储存组件中的晶圆环取出，并进行一次转运到中转取料工位，再通过后段取料机构来对前段取料机构上的晶圆环进行二次转运，其解决的技术问题是：现有技术中的取料机构很难直接将物料储存组件中的晶圆环运送至贴装工位上，本方案采用设置两个取料机构的方式有效地解决了这一技术问题，本方案具有转运效率高，适配性强的优点。采用机械转运的方式有效提高了转运精度，从而使得晶圆环的位置更加准确，进而能够提高对晶圆环的贴装精度。

进一步的，所述前段取料机构包括：

第一驱动机构，所述第一驱动机构具有旋转驱动部和Y轴直线运动驱动部，所述旋转驱动部与所述Y轴直线运动驱动部传动连接，所述Y轴直线运动驱动部带动旋转驱动部沿Y轴方向往复运动；

第一取料手，安装在旋转驱动部上，旋转驱动部带动第一取料手绕旋转驱动部的转轴旋转，所述第一取料手用于对晶圆环进行取放。

进一步的，所述后段取料机构包括：

第二驱动机构，所述第二驱动机构具有X轴模组、Y轴模组和Z轴模组；X轴模组、Y轴模组和Z轴模组用于带动第二取料手在X轴、Y轴和Z轴上运动；

第二取料手，用于将晶圆环在中转取料工位和贴装工位之间移载。

进一步的，所述第二取料手包括：

底板，所述底板连接于所述第二驱动机构上，所述底板上设有安装部，所述安装部中设有容纳口；

安装座，所述安装座可转动地设置在所述容纳口中；

驱动组件，所述驱动组件安装在所述底板上，且所述驱动组件用于驱动所述安装座转动；

夹持机构，所述夹持机构安装在所述安装座的底部并用于对晶圆环进行夹持。

进一步的，所述安装座为圆环状，且所述安装座沿着自身的轴向方向转动。

进一步的，所述驱动组件包括：

伺服电机，所述伺服电机安装在所述底板上，且所述伺服电机的输出轴上固定有驱动轮；

同步带，所述同步带设置在所述容纳口中，且所述同步带传动设置在所述驱动轮上；

同步轮，所述同步轮与所述安装座同轴固定，且所述同步轮传动设置在所述同步带上。

进一步的，所述晶圆环取料贴装装置还包括玻璃面板流线机构，用于依次输送作为晶圆环的贴装基板的玻璃面板。

进一步的，所述晶圆环取料贴装装置还包括顶升旋转机构，用于顶升到达贴装工位的玻璃面板。

进一步的，晶圆环取料贴装装置还包括上料料仓、设于上料料仓中的上料小流线、取料工位、下料工位、下料料仓、设于下料料仓中的下料小流线、两端与上料小流线和下料小流线分别对接的中转流线。

进一步的，还包括用于后段取料机构将完成贴装的晶圆环进行转运的中转下料工位和第二前段取料机构，所述第二前段取料机构包括：

第三驱动机构，所述第三驱动机构具有第二旋转驱动部和第二Y轴直线运动驱动部，所述第二旋转驱动部与所述第二Y轴直线运动驱动部传动连接，所述第二Y轴直线运动驱动部带动第二旋转驱动部沿Y轴方向往复运动；

第三取料手，安装在第二旋转驱动部上，第二旋转驱动部带动第三取料手绕旋转驱动部的转轴旋转，所述第三取料手用于对完成贴装的晶圆环在中转下料工位和下料工位之间转运。

本发明还提供一种晶圆环取料贴装方法，包括以下步骤：

S1，将玻璃面板运送至贴装工位；

当其流至贴装工位时，通常为了使玻璃面板和贴装组件处于更加适宜的距离，采用顶升旋转机构将玻璃面板顶升至适宜位置；在后面的贴装工序中，玻璃面板会根据晶圆环位置进行适宜的旋转调整。

S2，一次转运，使用前段取料机构将晶圆环取出并移载到中转取料工位；

S3，二次转运，使用后段取料机构,将中转取料工位上所述前段取料机构中的晶圆环转运至贴装工位；

S4，贴装，使用贴装组件的打击头将转运至贴装工位上的晶圆环上的芯片或LED贴装到玻璃面板上。贴装时，打击头位置与满料环位置可配合调整，以使得晶圆环(还没有剥离芯片或LED的晶圆环又称为满料环，将完成所有芯片或LED剥离贴装的晶圆环称为空环，下同)上的芯片或LED均被贴装到玻璃面板上。

进一步的，在S3中，后段取料机构带动使晶圆环与玻璃面板位置相匹配。

进一步的，还包括步骤：

S5，贴装完成后，所述贴装工作部复位，所述后段取料机构(37)将完成贴装的晶圆环(21)转运至中转下料工位；然后使用第二前段取料机构(361)将完成贴装的晶圆环(21)转运至下料工位。通过第二前段取料机构进行第三次接力，与第二取料手在中转下料工位配合，将空环转运到下料工位上的存放空环的物料存储组件中，这样可以快速自动完成空环的回收工作。

本发明具有物料储存组件自动流转步骤，物料储存组件用于堆叠晶圆环，类似弹匣原理，因此也称为弹匣(本文中弹匣即为物料存储组件)，首先在作业开始前，上料工位放置一个堆满满料环的弹匣，下料工位放置一个空置的弹匣，开始作业时，满料环逐一被移载到贴装工位完成剥离和贴装，变成空环，被移载转运到下料工位的弹匣，当上料工位的弹匣中的满料环被全部移走后，下料工位的弹匣则堆满空环。

此时，上料料仓中堆满晶圆环的弹匣通过设于上料料仓中的上料小流线移动到取料工位并定位，同时，上料工位的空弹匣通过上料小流线和中转流线流转到下料工位并定位，同时下料工位装满空环的弹匣则通过下料小流线转移到下料料仓，以便集中转运处理。

通过上料料仓、设于上料料仓中的上料小流线、取料工位、下料工位、下料料仓、设于下料料仓中的下料小流线、两端与上料小流线和下料小流线分别对接的中转流线，可以实现弹匣的自动流转，大大的提升了工作效率，延长了人工干预的时间周期，提升了人工的作业效率。

本发明在初始时，将一空弹匣A和一装有满料环的弹匣B依次放入晶圆环上料料仓中，因上料料仓中的小流线与中转流线对接，所以，弹匣A会被流至中转流线上的下料工位后定位，弹匣B会被流至中转流线上的取料工位后定位；实现弹匣的自动运转和定位。

1)“A、B”仅为便于区分两个弹匣；

2)上述玻璃面板和弹匣上料操作的顺序不限，根据实际软控设置来进行；

3)在中转流线上的下料工位和取料工位处还可以均设置有感测来料信息的传感器、以及顶升定位组件，该顶升定位组件可采取“升降气缸、顶升板、定位销(定位方式不局限于定位销)组合”，也可采取“电机、升降丝杠、顶升板、定位销组合”，等；通过顶升定位组件带动弹匣上升定位，可实现弹匣与中转流线脱离；

但需说明的是，在一些实施例中，取料工位处的弹匣B会在顶升定位组件的带动下逐步上升，以配合前段取料机构将弹匣B中的满料环逐一取出；而下料工位处的空弹匣A会先被顶升至最高位后、再逐步下降，以配合第二前段取料机构从后段取料机构处取走空环后、再放入空弹匣A中；

在具体实施例中，S2：前段取料机构工作，第一取料手先沿Y轴方向前进、伸入弹匣B中，接住一满料环后，第一取料手再沿Y轴方向后退、并旋转至一中转取料工位；

第一取料手上还可以设置有感测物料的激光传感器；

在一些实施例中，S3：后段取料机构工作，第二取料手先在Y轴模组、X轴模组、Z轴模组的带动下移动至中转取料工位；第二取料手取走满料环；

随后，第二取料手再在主Y轴模组、主X轴模组、主Z轴模组、以及辅Y轴模组的带动下移动至贴装工位；

说明：1)除了设置主Z轴模组A外，在主X轴模组上还连接有主Z轴模组B和主Z轴模组C，其中，主Z轴模组B用于驱动打击头，主Z轴模组C用于驱动引导检测机构；

2)引导检测机构包括CCD相机、扫码枪、激光位置传感器，扫码枪用于扫描、识别满料环上的二维码，CCD相机和激光位置传感器可配合对第二取料手动作进行引导、找位；

S4：当第二取料手带动使满料环与玻璃面板位置相匹配后，贴装机构的打击头工作，将满料环上的LED贴装到玻璃面板上；

贴装时，打击头位置与满料环位置会配合调整，以使得满料环上的LED均被贴装到玻璃面板上；

S5：待贴装完成后，打击头复位，第二取料手在主Y轴模组、主X轴模组、主Z轴模组、以及辅Y轴模组的带动下移动至一中转下料工位；

第二前段取料机构工作，第三取料手接住空环后，先旋转、并沿Y轴方向前进伸入弹匣A中，放好空环后，再沿Y轴方向后退，准备下一次工作；

说明：当弹匣A中装满空环后，弹匣A会流入晶圆环下料料仓中，然后人工取走；相应的，原先的弹匣B则变为空弹匣、流向中转流线上的下料工位，人工再往晶圆环上料料仓中补料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实施例提出的一种晶圆环取料贴装装置的立体结构示意图；

图2是本实施例中后段取料机构的立体结构示意图；

图3是本实施例中的前段取料机构和物料储存装置之间的工作示意图；

图4是图3中A处的局部放大结构示意图；

图5是本实施例中前段取料机构的立体结构示意图。

图6是本实施例中第二取料手的立体结构示意图；

图7是本实施例中第二取料手的剖视结构示意图；

图8是本实施例中第二取料手中的夹持机构的结构示意图；

图9是本实施例中第二取料手中的刹车机构的立体结构示意图；

图10是本实施例中晶圆的立体结构示意图；

图11是本实施例中晶圆的俯视方向的结构示意图。

其中附图中所涉及的标号如下：

底板11；安装部12；容纳口13；安装座14；驱动组件15；夹持机构16；伺服电机17；同步带18；同步轮19；安装槽20；晶圆环21；卡合槽22；夹持臂23；限位销24；扭簧25；支撑凸起26；27伸缩缸；连接板28；刹车部件29；导轨组件30；感应器31；工作台32；工作台面33；上料料仓34；下料料仓341；贴装组件35；前段取料机构36；第二前段取料机构361；后段取料机构37；旋转驱动部38；Y轴直线运动驱动部39；第一取料手40；X轴模组41；Y轴模组42；Z轴模组43；Z轴驱动机构45；弹匣B46；弹匣A4611；中转流线47；上料工位48；玻璃面板流线机构49；玻璃面板50；CCD相机51；扫描枪52；激光位置传感器53；凸起部54。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。图1中的坐标指示确定了本发明中提及的X轴、Y轴和Z轴的方向。

如图1至5所示，一种晶圆环取料贴装装置，包括：

物料储存组件34，用于放置晶圆环21；

前段取料机构36，用于将所述物料储存组件34中的晶圆环21取出并移载到中转取料工位；

后段取料机构37，用于将中转取料工位上所述前段取料机构36转载的晶圆环21转运至贴装工位；

贴装组件35，所述贴装组件35具有一个贴装工作部(附图示例中为打击头，是针对制备有MiniLED阵列的晶圆环21进行贴装作业使用)，所述贴装工作部用于将转运至贴装工位上的晶圆环21进行贴装作业。

本方案的技术效果在于，物料储存组件可以堆叠多个晶圆环，并可以方便逐一取出晶圆环，利于实现自动化和提升上料的效率。本发明通过设置前段取料机构将物料储存组件中的晶圆环取出，并进行一次转运到中转取料工位，再通过后段取料机构来对前段取料机构上的晶圆环进行二次转运，其解决的技术问题是：现有技术中的取料机构很难直接将物料储存组件中的晶圆环运送至贴装工位上，本方案采用设置两个取料机构的方式有效地解决了这一技术问题，本方案具有转运效率高，适配性强的优点。采用机械转运的方式有效提高了转运精度，从而使得晶圆环的位置更加准确，进而能够提高对晶圆环的贴装精度。

在一些实施例中，所述前段取料机构36包括：第一驱动机构，所述第一驱动机构具有旋转驱动部38和Y轴直线运动驱动部39，所述旋转驱动部38与所述Y轴直线运动驱动部39传动连接，所述Y轴直线运动驱动部39带动旋转驱动部38沿Y轴方向往复运动；第一取料手40，安装在旋转驱动部38上，旋转驱动部38带动第一取料手绕旋转驱动部38的转轴旋转，所述第一取料手40用于对晶圆环21进行取放。前段取料机构创造性的仅采用Y轴前进及后退完成对晶圆环21的获取，然后通过旋转，快速将晶圆环21转移到中转取料工位。具有结构简单，效率高的优点。

在实际应用中，为了和前段取料机构36相配合，同时方便快捷的将晶圆环21转移到贴装工位，后段取料机构需要在三维空间上进行位移，机械臂控制复杂，造价较高，为了达到同样目的和降低成本，在一些实施例中，所述后段取料机构37包括：

第二驱动机构，所述第二驱动机构具有X轴模组41、Y轴模组42和Z轴模组43；X轴模组41、Y轴模组42和Z轴模组43用于带动第二取料手在X轴、Y轴和Z轴上运动；第二取料手，用于将晶圆环21在中转取料工位和贴装工位之间移载。

其中，所述第二取料手包括：

底板11，所述底板11连接于所述第二驱动机构上，所述底板11上设有安装部12，所述安装部12中设有容纳口13；

安装座14，所述安装座14可转动地设置在所述容纳口13中；

驱动组件15，所述驱动组件15安装在所述底板11上，且所述驱动组件15用于驱动所述安装座14转动；

夹持机构16，所述夹持机构16安装在所述安装座14的底部并用于对晶圆环21进行夹持。

其中，所述安装座14为圆环状，且所述安装座14沿着自身的轴向方向转动。

在实际应用中，所述驱动组件15可以采用以下方案，包括：

伺服电机17，所述伺服电机17安装在所述底板11上，且所述伺服电机17的输出轴上固定有驱动轮；

同步带18，所述同步带18设置在所述容纳口13中，且所述同步带18传动设置在所述驱动轮上；

同步轮19，所述同步轮19与所述安装座14同轴固定，且所述同步轮19传动设置在所述同步带18上。通过伺服电机17带动同步轮19旋转，可以带动晶圆环21水平旋转，以调整晶圆环21到最佳的贴装角度，配合打击头工作。

在一些实施例中，所述晶圆环取料贴装装置还包括玻璃面板流线机构49，用于依次输送作为晶圆环21的贴装基板的玻璃面板50。在图1的示例中，玻璃面板50由左至右由上料端进入贴装工位，然后再到回收端(出料端)。

为了确保贴装作业的精确度和可靠性，所述晶圆环取料贴装装置还包括顶升旋转机构，图1中位于玻璃面板50下方(设置于贴装工位处)，用于顶升到达贴装工位的玻璃面板50。它同时具有支撑、升降和旋转的功能，可以固定玻璃面板50，并升降其高度到适宜贴装的高度，并可以旋转玻璃面板50以配合晶圆环21的角度，达到快速精准的贴装，提升贴装的精度和效率。在实际应用中，顶升旋转机构上部是一平整面板，在该面板上设有多个真空吸气孔，利用真空负压将玻璃面板50牢牢吸附住，防止其发生位移，确保贴装的精度。

在优化的方案中，为了延长人工干预的作业周期，降低劳动强度，提升作业效率，晶圆环取料贴装装置还包括上料料仓34、设于上料料仓34中的上料小流线、取料工位(弹匣B46所在位置)、下料工位(弹匣A461)、下料料仓341、设于下料料仓341中的下料小流线、两端与上料小流线和下料小流线分别对接的中转流线47。上料料仓34中可以预先存放一个以上装满待进行贴装工序的晶圆环(上面的芯片或LED阵列完好无缺)，图1的示例中是放置了一个，加上上料工位上的弹匣B，即有两个装满晶圆环的弹匣，意味着一个需要人工上料(或机械手上料)的周期是两个弹匣中晶圆环完成贴装的时间，如果需要增加这个周期，可以加大上料料仓34，在其中预先存放更多的弹匣，与此匹配，下料料仓也与之对应调整。如果在上料料仓和下料料仓分别对接弹匣输送流线，则可以源源不断的输送弹匣，将满料环输送到上料工位，同时把空弹匣通过中转流线47输送到下料工位，同时把装满空环的弹匣输送到下料料仓，将下料料仓中的装满空环的弹匣输送到回收装置，完成上下料全自动，受场地限制时，可以采用图1的示例。通过人工或机械臂对上料料仓及下料料仓中的弹匣进行及时加装和回收，确保整个流程不间断的执行。

为了加快空环的回收，降低前段取料机构的复杂度，因此增设了中转下料工位和一个与前段取料机构相同(也可以不同)的第二前段取料机构361。中转下料工位用于后段取料机构37将完成贴装的晶圆环21(空环)进行转运的中转下料工位，第二前段取料机构361的第三取料手将该空环接过，然后旋转到与弹匣A461对应的位置，经Y轴方向直线运动，伸入弹匣A461，把空环放下。所述第二前段取料机构361和前段取料机构36采用相同的结构，包括：

第三驱动机构，所述第三驱动机构具有第二旋转驱动部和第二Y轴直线运动驱动部，所述第二旋转驱动部与所述第二Y轴直线运动驱动部传动连接，所述第二Y轴直线运动驱动部带动第二旋转驱动部沿Y轴方向往复运动；

第三取料手，安装在第二旋转驱动部上，第二旋转驱动部带动第三取料手绕旋转驱动部的转轴旋转，所述第三取料手用于对完成贴装的晶圆环21在中转下料工位和下料工位之间转运。

本发明工作原理以及晶圆环取料贴装方法包括以下步骤：

S1，将玻璃面板运送至贴装工位；

当其流至贴装工位时，通常为了使玻璃面板和贴装组件处于更加适宜的距离，采用顶升旋转机构将玻璃面板顶升至适宜位置；在后面的贴装工序中，玻璃面板会根据晶圆环位置进行适宜的旋转调整。

S2，一次转运，使用前段取料机构36将晶圆环21取出并移载到中转取料工位；

S3，二次转运，使用后段取料机构(37),将中转取料工位上所述前段取料机构(36)中的晶圆环(21)转运至贴装工位；

S4，贴装，使用贴装组件(35)的打击头将转运至贴装工位上的晶圆环(21)上的芯片或LED贴装到玻璃面板上。贴装时，打击头位置与满料环位置可配合调整，以使得晶圆环(还没有剥离芯片或LED的晶圆环又称为满料环，将完成所有芯片或LED剥离贴装的晶圆环称为空环，下同)上的LED均被贴装到玻璃面板上。

进一步的，在S3中，后段取料机构(37)带动使晶圆环与玻璃面板位置相匹配。

进一步的，还包括步骤：

S5，贴装完成后，打击头复位，第二取料手在主Y轴模组、主X轴模组、主Z轴模组、以及辅Y轴模组的带动下将没有芯片或LED的晶圆环移动至中转下料工位；使用第二前段取料机构的第三取料手接住该晶圆环后，先旋转、再沿Y轴方向前进伸入下料工位，放好晶圆环后，再沿Y轴方向后退，准备下一次工作。

通过第二前段取料机构进行第三次接力，与第二取料手在中转下料工位配合，将空环转运到下料工位上的存放空环的物料存储组件中，这样可以快速自动完成空环的回收工作。

本发明具有物料储存组件自动流转步骤，物料储存组件用于堆叠晶圆环，类似弹匣原理，因此也称为弹匣(本文中弹匣即为物料存储组件)，首先在作业开始前，上料工位放置一个堆满满料环的弹匣，下料工位放置一个空置的弹匣，开始作业时，满料环逐一被移载到贴装工位完成剥离和贴装，变成空环，被移载转运到下料工位的弹匣，当上料工位的弹匣中的满料环被全部移走后，下料工位的弹匣则堆满空环。

此时，上料料仓中堆满晶圆环的弹匣通过设于上料料仓中的上料小流线移动到取料工位并定位，同时，上料工位的空弹匣通过上料小流线和中转流线流转到下料工位并定位，同时下料工位装满空环的弹匣则通过下料小流线转移到下料料仓，以便集中转运处理。

通过上料料仓、设于上料料仓中的上料小流线、取料工位、下料工位、下料料仓、设于下料料仓中的下料小流线、两端与上料小流线和下料小流线分别对接的中转流线，可以实现弹匣的自动流转，大大的提升了工作效率，延长了人工干预的时间周期，提升了人工的作业效率。

本发明在初始时，将一空弹匣A和一装有满料环的弹匣B依次放入晶圆环上料料仓中，因上料料仓中的小流线与中转流线对接，所以，弹匣A会被流至中转流线上的下料工位后定位，弹匣B会被流至中转流线上的取料工位后定位；实现弹匣的自动运转和定位。

本发明中的玻璃面板流线机构49、上料小流线、中转流线47和下料小流线，均可以采用磁力轮流线机构。

1)“A、B”仅为便于区分两个弹匣；

2)上述玻璃面板和弹匣上料操作的顺序不限，根据实际软控设置来进行；

3)在中转流线上的下料工位和取料工位处还可以均设置有感测来料信息的传感器、以及顶升定位组件，该顶升定位组件可采取“升降气缸、顶升板、定位销(定位方式不局限于定位销)组合”，也可采取“电机、升降丝杠、顶升板、定位销组合”，等；通过顶升定位组件带动弹匣上升定位，可实现弹匣与中转流线脱离；

但需说明的是，在一些实施例中，取料工位处的弹匣B会在顶升定位组件的带动下逐步上升，以配合前段取料机构将弹匣B中的满料环逐一取出；而下料工位处的空弹匣A会先被顶升至最高位后、再逐步下降，以配合第二前段取料机构从后段取料机构处取走空环后、再放入空弹匣A中；

在具体实施例中，S2：前段取料机构工作，第一取料手先沿Y轴方向前进、伸入弹匣B中，接住一满料环后，第一取料手再沿Y轴方向后退、并旋转至一中转取料工位；

第一取料手上还可以设置有感测物料的激光传感器；

在一些实施例中，S3：后段取料机构工作，第二取料手先在主Y轴模组、主X轴模组、主Z轴模组A、以及辅Y轴模组的带动下移动至中转取料工位；然后在推杆机构的配合下，第二取料手取走满料环；

随后，第二取料手再在主Y轴模组、主X轴模组、主Z轴模组、以及辅Y轴模组的带动下移动至贴装工位；

说明：1)除了设置主Z轴模组A外，在主X轴模组上还连接有主Z轴模组B和主Z轴模组C，其中，主Z轴模组B用于驱动打击头，主Z轴模组C用于驱动引导检测机构；

2)引导检测机构包括CCD相机、扫码枪、激光位置传感器，扫码枪用于扫描、识别满料环上的二维码，CCD相机和激光位置传感器可配合对第二取料手动作进行引导、找位；

S4：当第二取料手带动使满料环与玻璃面板位置相匹配后，贴装机构的打击头工作，将满料环上的LED贴装到玻璃面板上；

贴装时，打击头位置与满料环位置会配合调整，以使得满料环上的LED均被贴装到玻璃面板上；

S5：待贴装完成后，打击头复位，第二取料手在Y轴模组、X轴模组、Z轴模组的带动下移动至一中转下料工位；

第二前段取料机构工作，第三取料手接住空环后，先旋转、并沿Y轴方向前进伸入弹匣A中，放好空环后，再沿Y轴方向后退，准备下一次工作；

说明：当弹匣A中装满空环后，弹匣A会流入晶圆环下料料仓中，然后人工取走；相应的，原先的弹匣B则变为空弹匣、流向中转流线上的下料工位，人工再往晶圆环上料料仓34中补料。

如图1中所示，实际应用中，通常还包括工作台32，工作台32的上端设有一个工作台面33；

上料料仓34设置在工作台32上，且上料料仓34用于预先放置装满满料环的至少一个弹匣；

贴装组件35设置在工作台面33上，贴装组件35具有一个打击头，打击头用于将晶圆环21上的芯片或MiniLED从晶圆环上脱离，贴装到玻璃面板50或其它载体上，完成贴装作业；

前段取料机构36，设置在工作台面33上并用于对上料工位上的弹匣A461中的晶圆环21进行夹取和转运到中转取料工位；

后段取料机构37用于将前段取料机构36中的晶圆环21转运至贴装组件35的贴装工位上。

作为本实施例的一种实施方式，如图5所示，前段取料机构36包括：

第一驱动机构，第一驱动机构具有旋转驱动部38和Y轴直线运动驱动部39，Y轴直线运动驱动部39设置在工作台面33上，旋转驱动部38设置在Y轴直线运动驱动部39的输出端上；

第一取料手40，第一取料手40用于对晶圆环21进行取放，且第一取料手40设置在旋转驱动部38的输出端上。

本方案的技术效果在于：Y轴直线运动驱动用于带动第一取料手40伸入至物料储存组件34中；旋转驱动部38用于带动第一取料手40转动，从而便于对晶圆环21进行有效传递。

在实际应用中，Y轴直线运动驱动部39可选择直线电机；或直线运动驱动部为KK模组，KK模组通过伺服电机驱动。

作为本实施例的一种实施方式，如图2所示，后段取料机构37包括：

第二驱动机构，第二驱动机构具有X轴模组41、Y轴模组42和Z轴模组43，Y轴模组42通过支座设置在工作台面33上，X轴模组41安装在Y轴模组42的输出端上，Z轴模组43安装在X轴模组41的输出端上；

第二取料手，第二取料手设置在Z轴模组43的输出端上。

其中第三取料手的结构可旋转和第一取料手40的结构相同。可以便于减少备件，利于降低生产及维护成本。

本方案的技术效果在于：能够对晶圆环21进行二次转运。

进一步的，第二取料手通过Y向驱动机构安装在Z轴模组43的输出端上，附图2中由于Y向驱动机构被遮挡，附图中并不能清楚的显示。

本方案的技术效果在于：可以控制第二取料手沿着Y向移动，从而便于对第一取料手40上的晶圆环21进行接料和转运。

作为本实施例的一种实施方式，如图2所示，X轴模组41的输出端上还设置有Z轴驱动机构45，Z轴驱动机构45的输出端上设置有贴装组件35。

本方案的技术效果在于：便于控制贴装组件35沿竖直方向的位置，从而更加便于贴装组件35的精准工作。

作为本实施例的一种实施方式，工作台面33还设有CCD相机51、扫描枪52、激光位置传感器53中的一种或多种组合。其中，本设备根据具体的设计要求来对CCD相机51、扫描枪52、激光位置传感器53进行对应布置。如CCD相机51和激光位置传感器53可用于对第二取料手进行引导，用于第二取料手对晶圆环进行抓取。如扫描枪52可用于对第一取料手进行引导，用于对弹匣B46中的晶圆环进行抓取和转运。另外还可以采用现有技术中的定位和控制方式来对取料手的工作进行控制。

本方案的技术效果在于：便于对晶圆环21进行位置检测，并通过控制程序带动第二取料手运动来调整晶圆环21的位置，从而便于贴装组件35对晶圆环21进行作业。

作为本实施例的一种实施方式，如图6至图11所示，第二取料手包括：

底板11，底板11上设有安装部12，安装部12中设有容纳口13；

安装座14，安装座14可转动地设置在容纳口13中；

驱动组件15，驱动组件15安装在底板11上，且驱动组件15用于驱动安装座14转动；

夹持机构16，夹持机构16安装在安装座14的底部并用于对晶圆环21进行夹持，一般选择夹持晶圆环21的侧边。

本方案的技术效果在于：提出了一种对晶圆环21边侧进行夹持的技术方案，从而实现了对晶圆环21的取放，同时通过设置驱动组件15来带动安装座14转动，从而实现了对晶圆环21的位置调节。

作为本实施例的一种实施方式，如图6和图7所示，安装座14为圆环状，且安装座14沿着自身的轴向方向转动。本方案的技术效果在于，将安装座14设置成圆环状，便于安装座14在容纳口13中转动，且需要较小的活动空间。

作为本实施例的一种实施方式，如图6所示，驱动组件15包括：

伺服电机17，伺服电机17安装在底板11上，且伺服电机17的输出轴上固定有驱动轮；其中驱动轮从图中看不出来，被同步带18所遮挡。

同步带18，同步带18设置在容纳口13中，且同步带18传动设置在驱动轮上；

同步轮19，同步轮19与安装座14同轴固定，且同步轮19传动设置在同步带18上。

本方案的工作原理：伺服电机17工作时，驱动轮通过同步带18带动同步轮19转动，进而可以带动安装座14转动，用于调节晶圆环21的角度。

作为本实施例的一种实施方式，如图6和图7所示，安装座14的上表面和下表面之间贯通设置有安装槽20，且安装座14的下表面设有用于对晶圆环21进行卡合的卡合槽22，卡合槽22和安装槽20贯通，夹持机构16设置在安装槽20中。

作为本实施例的一种实施方式，如图7和图8所示，夹持机构16包括：

夹持臂23，夹持臂23远离卡合槽22的一端可转动地设置在安装槽20的限位销24中，且夹持臂23和限位销24之间设置有扭簧25；

推挤机构，推挤机构具有一个沿竖直方向运动的推挤端，该推挤端穿入至安装槽20并用于推动夹持臂23转动。

其中，推挤机构附图中没有给出，推挤机构可采用气缸或电动推杆的形式，并在气缸或电动推杆的输出端上设置一个推块。或者推挤机构包括驱动部，驱动部具有一个沿竖直方向运动的输出端，该输出端上设置一个能够插入至安装槽20中的推杆，其中驱动部可安装在工作台上的龙门架上，也可以在工作台上增设三轴模组机构，将该驱动部安装在对应的三轴模组上，此部分内容附图中没有给出。

工作原理，推挤机构的推挤端穿过安装槽20并推挤夹持臂23转动一定的角度，此时夹持臂23的下端远离卡合槽22；当卡合槽22对晶圆环21侧边进行卡合后，然后推挤机构复位，此时在扭簧25的作用下，夹持臂23朝向卡合槽22运动并对晶圆环21进行夹紧。

作为本实施例的一种实施方式，如图8所示，夹持臂23靠近卡合槽22的一端的底部设有支撑凸起26。本方案的技术效果在于，支撑凸起26用于对晶圆环21的底部进行支撑，用于防止晶圆环21的脱落。

作为本实施例的一种实施方式，如图6所示，容纳口13中设有用于对安装座14进行刹车的刹车机构。本方案的技术效果在于：用于对安装座14进行刹车，从而能够有效地控制安装座14的转动角度。

作为本实施例的一种实施方式，如图9所示，刹车机构包括伸缩缸27，伸缩缸27的一端通过连接板28固定在底板11上，且伸缩缸27的另一端固定有刹车部件29。

本方案的技术效果在于：通过伸缩缸27的伸缩来带动刹车部件29运动，能够有效地对安装座14进行刹紧，具有刹车效率高的优点。

作为本实施例的一种实施方式，如图9所示，刹车部件29通过导轨组件30安装在底板11上，导轨组件30的轨道方向和伸缩缸27的伸缩方向相同。

本方案的技术效果在于：在于为刹车部件29的移动提供导引，用于使刹车部件29的运动轨迹顺直，能够有效地提高刹车部件29的使用寿命。

作为本实施例的一种实施方式，容纳口13中还设有用于检测安装座14转动角度的感应器31。

工作时，首先在所述后段取料机构37的带动下，所述第二取料手的安装座14移动至晶圆环21正上方一定高度，然后所述后段取料机构37带动所述第二取料手继续下降至晶圆环21上方适宜高度、以使得晶圆环21落入卡合槽22中；并且在下降过程中，推挤机构动作，其推挤端下压推动多个夹持臂23，使得多个夹持臂23均背向卡合槽22偏转运动；随后，推挤机构向上复位，多个夹持臂23在扭簧25的作用下弹性复位，以将晶圆环21夹持固定于卡合槽22中。然后，推挤机构的推挤端向上运动，在扭簧25的作用下夹持臂23朝向卡合槽22转动从而将晶圆环21夹紧。伺服电机17工作通过同步带18和同步轮19可以带动晶圆环21转动一定的角度；感应器31用于感应安装座14的转动角度，从而反馈给控制系统，便于控制整个设备的工作。

其中，工作台面33上还设有玻璃面板流线机构49，用于输送作为晶圆环21上分离的芯片或miniLED进行贴装基板的玻璃面板50，玻璃面板50通过玻璃面板流线机构49依次输送，其中贴装组件35将晶圆环21上的芯片或miniLED分离并贴装到玻璃面板50上。其中，晶圆环21的结构如图10和图11所示。玻璃面板流线机构49优选轮式流线，尤其优选为磁力轮流线，其具有适用性好，传送平稳、可靠性高，传动时不产生灰尘、噪音，且使用寿命高等优点；特别适合于半导体器件加工。

其中，上料料仓34具有一个抽拉式的料仓，上料料仓内设置有上料小流线，附图中由于上料小流线被料仓遮挡，此部分在附图中不能直观看出。流动传输线上放置有用于存储晶圆环21的弹匣B46。下料料仓341可采用相同结构，下料料仓内设有下料小流线。

其中，上料料仓34和下料料仓341的抽拉驱动方式通过电机和丝杠模组实现，电机和丝杠模组属于现有技术，此处不作深入赘述。

其中，晶圆环21放置在弹匣B46的插槽中。

工作时，在工作初始，在工作台32的中转流线上的下料工位处放置有一空弹匣A461，人工将满载晶圆环21的弹匣B46放置于上料料仓34中的上料小流线上，电机驱动丝杠模组来带动料仓回缩、使流动传输线与中转流线47齐平衔接，其中，上料小流线与中转流线47均采用滚轮式输送线，满载弹匣B46经上料小流线、中转流线47带动至上料工位48，其中上料工位48处设置有对弹匣B46进行升降的升降模组，其中第一取料手40上端面设有多个用于对晶圆环21周面进行限位的凸起部54，通过弹匣B46在竖直方向运动，从而使得晶圆环21落入在凸起部54的内侧，从而便于第一取料手40将晶圆环21抓出。作为升降模组的一种实施方案，具体可采用电机、升降丝杆模组和升降板组合的方案，通过带动弹匣B46逐步上升，完成第一取料手40对晶圆环21的逐一取料。前段取料机构36和后段取料机构37实现对晶圆环21的转运后，贴装组件35上的打击头将晶圆环21上的芯片或miniLED打击分离后。第二前段取料机构361与后段取料机构37配合工作，接走空晶圆环21、并送入空弹匣A461中，第二前段取料机构361的具体结构与前段取料机构36结构一致。另外，在下料工位处也设置有一升降模组，用于带动空弹匣A461逐步下降的。当空弹匣A461中装满晶圆环21后，会经中转流线47流入下料料仓341中的下料小流线上的，上料料仓34结构优选与下料料仓341结构相同。

本方案的技术效果在于：针对MiniLED转移技术中，本方案通过设置物料储存组件34来对晶圆环21进行存储，通过设置贴装组件35来对晶圆环21进行贴装作业。其中本发明通过设置前段取料机构36用于将物料储存组件34中的晶圆环21取放，通过设置后段取料机构37来对前段取料机构36上的晶圆环21进行二次转运，其解决的技术问题是：现有技术中的取料机构很难直接将物料储存组件34中的晶圆环21运送至贴装工位上，本方案采用设置两个取料机构的方式有效地解决了这一技术问题，本方案具有转运效率高，适配性强的优点。采用机械转运的方式有效提高了转运精度，从而使得晶圆环21的位置更加准确，进而能够提高对晶圆环21的贴装精度。

对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种晶圆环取料贴装装置，其特征在于，包括：

物料储存组件，用于放置晶圆环(21)；

前段取料机构(36)，用于将所述物料储存组件中的晶圆环(21)取出并移载到中转取料工位；

后段取料机构(37)，用于将中转取料工位上所述前段取料机构(36)转载的晶圆环(21)转运至贴装工位；

贴装组件(35)，所述贴装组件(35)具有一个贴装工作部，所述贴装工作部用于对转运至贴装工位上的晶圆环(21)进行贴装作业。

2.根据权利要求1所述的晶圆环取料贴装装置，其特征在于，所述前段取料机构(36)包括：

第一驱动机构，所述第一驱动机构具有旋转驱动部(38)和Y轴直线运动驱动部(39)，所述旋转驱动部(38)与所述Y轴直线运动驱动部(39)传动连接，所述Y轴直线运动驱动部(39)带动旋转驱动部(38)沿Y轴方向往复运动；

第一取料手(40)，安装在旋转驱动部(38)上，旋转驱动部(38)带动第一取料手绕旋转驱动部(38)的转轴旋转，所述第一取料手(40)用于对晶圆环(21)进行取放。

3.根据权利要求1所述的晶圆环取料贴装装置，其特征在于，所述后段取料机构(37)包括：

第二驱动机构，所述第二驱动机构具有X轴模组(41)、Y轴模组(42)和Z轴模组(43)；X轴模组(41)、Y轴模组(42)和Z轴模组(43)用于带动第二取料手在X轴、Y轴和Z轴上运动；

第二取料手，用于将晶圆环(21)在中转取料工位和贴装工位之间移载。

4.根据权利要求3所述的晶圆环取料贴装装置，其特征在于，所述第二取料手包括：

底板(11)，所述底板(11)连接于所述第二驱动机构上，所述底板(11)上设有安装部(12)，所述安装部(12)中设有容纳口(13)；

安装座(14)，所述安装座(14)可转动地设置在所述容纳口(13)中；

驱动组件(15)，所述驱动组件(15)安装在所述底板(11)上，且所述驱动组件(15)用于驱动所述安装座(14)转动；

夹持机构(16)，所述夹持机构(16)安装在所述安装座(14)的底部并用于对晶圆环(21)进行夹持。

5.根据权利要求4所述的晶圆环取料贴装装置，其特征在于，所述安装座(14)为圆环状，且所述安装座(14)沿着自身的轴向方向转动。

6.根据权利要求5所述的晶圆环取料贴装装置，其特征在于，所述驱动组件(15)包括：

伺服电机(17)，所述伺服电机(17)安装在所述底板(11)上，且所述伺服电机(17)的输出轴上固定有驱动轮；

同步带(18)，所述同步带(18)设置在所述容纳口(13)中，且所述同步带(18)传动设置在所述驱动轮上；

同步轮(19)，所述同步轮(19)与所述安装座(14)同轴固定，且所述同步轮(19)传动设置在所述同步带(18)上。

7.根据权利要求1所述的晶圆环取料贴装装置，其特征在于，所述晶圆环取料贴装装置还包括玻璃面板流线机构，用于依次输送作为晶圆环(21)的贴装基板的玻璃面板。

8.根据权利要求7所述的晶圆环取料贴装装置，其特征在于，所述晶圆环取料贴装装置还包括顶升旋转机构，用于顶升到达贴装工位的玻璃面板。

9.根据权利要求1-8任一所述的晶圆环取料贴装装置，其特征在于，所述晶圆环取料贴装装置还包括上料料仓、设于上料料仓中的上料小流线、取料工位、下料工位、下料料仓、设于下料料仓中的下料小流线、两端与上料小流线和下料小流线分别对接的中转流线。

10.根据权利要求9所述的晶圆环取料贴装装置，其特征在于，还包括用于后段取料机构(37)将完成贴装的晶圆环(21)进行转运的中转下料工位和第二前段取料机构(361)，所述第二前段取料机构(361)包括：

第三驱动机构，所述第三驱动机构具有第二旋转驱动部和第二Y轴直线运动驱动部，所述第二旋转驱动部与所述第二Y轴直线运动驱动部传动连接，所述第二Y轴直线运动驱动部带动第二旋转驱动部沿Y轴方向往复运动；

第三取料手，安装在第二旋转驱动部上，第二旋转驱动部带动第三取料手绕旋转驱动部的转轴旋转，所述第三取料手用于对完成贴装的晶圆环(21)在中转下料工位和下料工位之间转运。

11.一种晶圆环取料贴装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将玻璃面板运送至贴装工位；

S2，一次转运，使用前段取料机构(36)将晶圆环(21)取出并移载到中转取料工位；

S3，二次转运，使用后段取料机构(37)将中转取料工位上所述前段取料机构(36)转载的晶圆环(21)转运至贴装工位；

S4，贴装，使用贴装组件(35)的贴装工作部将转运至贴装工位上的晶圆环(21)上的芯片或LED贴装到玻璃面板上。

12.根据权利要求11所述的晶圆环取料贴装方法，其特征在于，

在S3中，后段取料机构(37)带动使晶圆环与玻璃面板位置相匹配。

13.根据权利要求12所述的晶圆环取料贴装方法，其特征在于，还包括步骤：

S5，贴装完成后，所述贴装工作部复位，所述后段取料机构(37)将完成贴装的晶圆环(21)转运至中转下料工位；然后使用第二前段取料机构(361)将完成贴装的晶圆环(21)转运至下料工位。

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