CN115050673A - 一种固晶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固晶系统，包括工作台，工作台的中部设有一个摆臂机构，工作台上环绕于摆臂机构依次设有供晶机构，第一摄像模组，以及固晶机构；摆臂机构包括安装座以及摆臂环；沿摆臂环的外周缘间隔地设有多个摆臂单体，摆臂单体远离摆臂环的一端沿竖直方向滑动连接有用于吸取晶元的工作头；供晶机构和固晶机构的上方分别设有下压机构。摆臂环带动多个摆臂单体转动，前一个摆臂单体上取料的晶元进行晶元取像，同时后一个摆臂单体移动至供晶机构进行晶元取料；通过多个摆臂单体的协同工作，且下压机构置于摆臂单体外，各支臂之间工作互不影响，独立运行，从而使取晶工作、取像工作和固晶工作能够同时进行；有效地提高了生产效率。

Description

一种固晶系统

技术领域

本发明涉及固晶技术领域，尤其涉及一种固晶系统。

背景技术

固晶机是晶片生产的重要设备，传统固晶机是由顶针组件将蓝膜上的芯片顶出后，再由固晶机摆臂的吸嘴将晶片吸取并移送至固晶位进行固晶。

现有技术中的固晶装置是采用固晶摆臂从芯片供料平台上吸取晶元，然后将晶元放置于支架上，实现固晶，并在摆臂的旋转路径上设有摄像模组，以修正晶元的角度；这种方式的缺点在于，虽然现有双摆臂的固晶机，但是摆臂180°的旋转行程，摆臂在旋转时单次完成一个动作，旋转路径占用了较长的工作时间，导致晶元生产效率较低。

鉴于此，需要对现有技术中的固晶装置加以改进，以解决旋转路径长，影响生产效率的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固晶系统，来解决以上的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种固晶系统，包括工作台，所述工作台的中部设有一个摆臂机构，所述工作台上环绕于所述摆臂机构依次设有用于供所述摆臂机构取料晶元的供晶机构，用于对所述摆臂机构取料的晶元进行取像的第一摄像模组，以及用于对所述摆臂机构取料的晶元进行固晶的固晶机构；

所述摆臂机构包括安装座以及转动连接于所述安装座的摆臂环；沿所述摆臂环的外周缘间隔地设有多个摆臂单体，所述供晶机构、所述第一摄像模组和所述固晶机构分别对应地设有至少一个摆臂单体；

所述摆臂单体远离所述摆臂环的一端沿竖直方向滑动连接有用于吸取晶元的工作头；

所述供晶机构和所述固晶机构的上方分别设有下压机构，所述下压机构的驱动端与工作头相抵接，用于驱动所述工作头沿竖直方向直线运动。

可选的，所述固晶装置包括安装板，以及转动连接于所述安装板上的晶元盘；

所述晶元盘的下方设有顶针组件，用于顶出所述晶元盘上的晶元；

所述安装板的下端面设有驱动组件，所述驱动组件包括沿X轴方向设置的第一直线模组，和沿Y轴方向设置的第二直线模组；所述第一直线模组用于驱动所述安装板沿X轴方向直线运动，所述第二直线模组用于驱动所述安装板沿Y轴方向直线运动。

可选的，所述固晶装置还包括第一旋转驱动组件，所述第一旋转驱动组件包括旋转电机，所述旋转电机的输出轴连接有驱动轮，所述驱动轮上啮合有同步带，所述同步带远离所述驱动轮的一端与所述晶元盘连接，用于驱动所述晶元盘转动。

可选的，所述摆臂单体远离所述安装座的一端沿竖直方向开设有连接孔，所述工作头滑动连接于所述连接孔内；

所述工作头上套设有第一复位弹簧，所述第一复位弹簧的两端部分别与所述工作头和所述摆臂单体连接。

可选的，所述摆臂机构还包括转动连接于所述连接孔内的轴套；所述工作头包括连接销轴，所述连接销轴沿竖直方向滑动连接于所述轴套内，且所述连接销轴的两端部分别贯穿于所述轴套；

所述连接销轴的上端部设有压板，所述连接销轴的下端部设有用于吸附工件的吸嘴；

所述连接销轴的中部设有连接板，所述连接板与所述轴套的上端部连接；

所述压板的下端面设有第二缓冲弹簧，所述第二缓冲弹簧的远离所述压板的一端与所述连接板连接。

可选的，所述摆臂机构还包括安装于所述摆臂单体上的第一电机；

所述第一驱动组件的驱动端与所述轴套连接，用于驱动所述轴套沿所述连接孔内转动；

所述第一电机的输出轴连接有第一皮带轮；所述轴套外套设有第二皮带轮，所述第一皮带轮和所述第二皮带轮通过皮带连接。

可选的，所述摆臂单体的数量为八个，八个所述摆臂单体均匀地排布于所述摆臂环的外周缘上。

可选的，还包括：

第二取像模组，设于所述摆臂机构的旋转路径上的所述固晶机构至所述供晶机构之间，用于对所述工作头进行取像。

可选的，所述固晶机构包括用于容置芯片的载板，所述载板的下端面设有用于驱动所述载板沿X轴方向直线运动的第三直线模组和用于驱动所述载板沿Y轴方向直线运动的第四直线模组。

可选的，还包括上料机构，所述上料结构设于所述供晶机构的一侧，所述上料机构包括用于容置晶元的料盒和用于驱动所述料盒升降的升降组件；

所述上料机构和所述供晶机构之间设有机械手，所述机械手用于将所述料盒的晶元搬运至所述供晶机构上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：工作时，将晶元放置于供晶机构上，摆臂机构运行，下压机构下压工作头至与晶元相抵，使工作头从供晶机构上取料晶元；摆臂环带动多个摆臂单体转动，前一个摆臂单体上取料的晶元移动至第一摄像模组，进行晶元取像，同时后一个摆臂单体移动至供晶机构进行晶元取料；摆臂单体继续转动至固晶机构，进行固晶工作，以此循环；本固晶系统能够通过多个摆臂单体的协同工作，且下压机构置于摆臂单体外，各支臂之间工作互不影响，独立运行，从而使取晶工作、取像工作和固晶工作能够同时进行；有效地提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本固晶系统的整体结构示意图。

图2为本固晶系统的功能部分的结构示意图。

图3为本固晶系统的图2的局部放大结构示意图。

图4为本固晶系统的供晶机构的结构示意图。

图5为本固晶系统的摆臂机构的结构示意图。

图示说明：工作台1、摆臂机构2、供晶机构5、第一摄像模组4、固晶机构3、安装座21、摆臂环22、摆臂单体23、工作头24、下压机构6、第三摄像模组11、第四摄像模组12、安装板51、晶元盘52、顶针组件53、第一直线模组54、第二直线模组55、第一旋转驱动组件56、旋转电机561、驱动轮562、同步带563、第一复位弹簧25、轴套26、连接销轴241、压板242、吸嘴243、连接板244、第二缓冲弹簧245、第一电机27、第一皮带轮28、第二皮带轮29、第二取像模组7、载板31、第三直线模组32、第四直线模组33、上料机构8、机械手9。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

结合图1至图5所示，本发明实施例提供了一种固晶系统，包括工作台1，所述工作台1的中部设有一个摆臂机构2，所述工作台1上环绕于所述摆臂机构2依次设有用于供所述摆臂机构2取料晶元的供晶机构3，用于对所述摆臂机构2取料的晶元进行取像的第一摄像模组4，以及用于对所述摆臂机构2取料的晶元进行固晶的固晶机构3；

所述摆臂机构2包括安装座21以及转动连接于所述安装座21的摆臂环22；沿所述摆臂环22的外周缘间隔地设有多个摆臂单体23，所述供晶机构3、所述第一摄像模组4和所述固晶机构3分别对应地设有至少一个摆臂单体23；

所述摆臂单体23远离所述摆臂环22的一端沿竖直方向滑动连接有用于吸取晶元的工作头24；

所述供晶机构3和所述固晶机构3的上方分别设有下压机构6，所述下压机构6的驱动端与工作头24相抵接，用于驱动所述工作头24沿竖直方向直线运动。

需要说明的是，所述供晶机构3、所述第一摄像模组4和所述固晶机构3分别对应于供晶位、第一取像位和固晶位；供晶位、第一取像位和固晶位分别对应地设有至少一个摆臂单体23；即本方案中摆臂单体23的数量为至少三个，相邻两个所述摆臂单体23之间的夹角与各工位之间的夹角相匹配，即任一一个摆臂组件转动至一工位上，另外的两个工位都对应置有一个摆臂组件。

进一步说明地，所述供晶机构3和所述固晶机构3的上方分别设有第三摄像模组11和第四摄像模组12，所述第三摄像模组11用于检测所述供晶机构3上的晶元的位置，所述第四摄像模组12用于检测所述固晶机构3的晶元的位置；

本发明的工作原理为：工作时，将晶元放置于所述供晶机构3上，所述摆臂机构2运行，所述下压机构6下压所述工作头24至与晶元相抵，使工作头24从所述供晶机构3上取料晶元；摆臂环22带动多个摆臂单体23转动，前一个摆臂单体23上取料的晶元移动至所述第一摄像模组4，进行晶元取像，同时后一个摆臂单体23移动至供晶机构3进行晶元取料；所述摆臂单体23继续转动至固晶机构3，进行固晶工作，以此循环；本固晶系统能够通过多个摆臂单体23的协同工作，且下压机构6置于所述摆臂单体23外，各支臂之间工作互不影响，独立运行，从而使取晶工作、取像工作和固晶工作能够同时进行；有效地提高了生产效率。

结合图1所示，以工作台1的长度方向为X轴，竖直方向为Y轴建立空间直角坐标系；

在本实施例中，所述供晶机构5包括安装板51，以及转动连接于所述安装板51上的晶元盘52；

所述晶元盘52的下方设有顶针组件53，用于顶出所述晶元盘52上的晶元；

所述安装板51的下端面设有驱动组件，所述驱动组件包括沿X轴方向设置的第一直线模组54，和沿Y轴方向设置的第二直线模组55；所述第一直线模组54用于驱动所述安装板51沿X轴方向直线运动，所述第二直线模组55用于驱动所述安装板51沿Y轴方向直线运动。

工作时，结合图4所示，晶元盘52的上端面会设置一层蓝膜，将晶元置于蓝膜上，第三摄像模组11获取晶元的空间位置信息，并将空间位置信息输送至控制端，控制端根据该信息控制驱动组件运行，所述第一直线模组54和所述第二直线模组55运行，从而调节蓝膜上的晶元至工作头24的正下方，以便于提高工作头24取料的精度。

进一步说明地，所述供晶机构还包括第一旋转驱动组件56，所述第一旋转驱动组件56包括旋转电机561，所述旋转电机561的输出轴连接有驱动轮562，所述驱动轮562上啮合有同步带563，所述同步带563远离所述驱动轮562的一端与所述晶元盘52连接，用于驱动所述晶元盘52转动。

结合图4所示，通过所述第一旋转驱动组件56的作用，驱动所述晶元盘52转动，从而能够带动晶元盘52上的晶元转动至预设角度，以便于工作头24取料。

在本实施例中，所述摆臂单体23远离所述安装座21的一端沿竖直方向开设有连接孔，所述工作头24滑动连接于所述连接孔内；

所述工作头24上套设有第一复位弹簧25，所述第一复位弹簧25的两端部分别与所述工作头24和所述摆臂单体23连接。

结合图5所示，工作时，驱动摆臂单体23相对于安装座21旋转至预设工位，下压机构6运行以驱动工作头24下压至预设高度，以进行工件的吸取工作，第一复位弹簧25起到弹性缓冲的作用，避免下压机构6压损工作头24；另一方面，第一复位弹簧25驱动工作头24复位，以待下一次工作循环；通过外置的下压机构6驱动工作头24上下运动，工作头24的工作互不影响，使之独立运行，适应于不同工位的工作需求，有效地提高了工作效率。

进一步说明的，所述摆臂机构2还包括转动连接于所述连接孔内的轴套26；所述工作头24包括连接销轴241，所述连接销轴241沿竖直方向滑动连接于所述轴套26内，且所述连接销轴241的两端部分别贯穿于所述轴套26；

所述连接销轴241的上端部设有压板242，所述连接销轴241的下端部设有用于吸附工件的吸嘴243；

所述连接销轴241的中部设有连接板244，所述连接板244与所述轴套26的上端部连接；

所述压板242的下端面设有第二缓冲弹簧245，所述第二缓冲弹簧245的远离所述压板242的一端与所述连接板244连接。

结合图5所示，工作时，所述下压机构6会压合所述压板242，从而带动所述连接销轴241沿所述轴套26内滑动，所述轴套26起到保护工作头24的作用。

所述下压机构6压合工作头24时，所述压板242会朝靠近所述连接板244的方向移动，从而压合所述第二缓冲弹簧245，所述第二缓冲弹簧245起到弹性缓冲的作用，避免压损工作头24。

进一步说明地，所述摆臂机构2还包括安装于所述摆臂单体23上第一电机27；

第一电机27的驱动端与所述轴套26连接，用于驱动所述轴套26沿所述连接孔内转动；

所述第一电机27的输出轴连接有第一皮带轮28；所述轴套26外套设有第二皮带轮29，所述第一皮带轮28和所述第二皮带轮29通过皮带连接。

结合图5所示，所述吸嘴243吸取到晶元后，第一电机27运行，能够驱动所述工作头24本体转动，从而带动晶元转动预设角度，实现对晶元的角度的调整；提高晶元的位置精度，从而提高固晶的精度。

可选的，所述摆臂单体23的数量为八个，八个所述摆臂单体23均匀地排布于所述摆臂环22的外周缘上。

本方案中的摆臂单体23的数量为八个，相邻两个摆臂单体23的中心线的夹角为45°；结合图1所示，在摆臂机构2旋转的过程中，各个工位都至少对应有一个摆臂单体23；即摆臂机构2每旋转45°，都能完成一个功能的工作，有效地提高了工作速率。

需要说明的是，所述摆臂单体23的数量不仅限于八个，可根据实际需要灵活调整，如四个或六个；

作为本实施例的一优选方案，还包括第二取像模组7，所述第二取像模组7设于所述摆臂机构2的旋转路径上的所述固晶机构3至所述供晶机构3之间，用于对所述工作头24进行取像。

需要说明的是，在摆臂单体23完成固晶工作后，会旋转回到供晶位，即工作头24在移动(升降和旋转)的过程中会发生微量位移，每次固晶工作完成后，无法保证都能回到初始位置，这就导致了取晶时，供晶的位置调节好，但是工作头24的位置存在偏差，导致取晶后的晶元位置发生偏差，影响固晶的精度；

因此，本方案中在回转的路径上设有所述第二取像模组7，所述第二取像模组7的取像端正对于所述工作头24，以便于获取所述工作头24的空间位置，将工作头24的空间信息传输至控制端，从而使所述供晶装置能够根据工作头24的位置偏差进行误差补偿，从而使工作头24的端部能够正对于晶元的正中心。

在本实施例中，所述固晶机构3包括用于容置芯片的载板31，所述载板31的下端面设有用于驱动所述载板31沿X轴方向直线运动的第三直线模组32和用于驱动所述载板31沿Y轴方向直线运动的第四直线模组33。

结合图2所示，固晶工作时，将芯片置于载板31上，在所述第三直线模组32和第四直线模组33的作用下，完成对所述载板31上的芯片的位置的调节作用，从而使芯片上的固晶位能够和所述工作头24上的晶元相匹配，从而提高固晶精度。

在本实施例中，还包括上料机构8，所述上料结构设于所述供晶机构3的一侧，所述上料机构8包括用于容置晶元的料盒和用于驱动所述料盒升降的升降组件；

所述上料机构8和所述供晶机构3之间设有机械手9，所述机械手9用于将所述料盒的晶元搬运至所述供晶机构3上。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种固晶系统，其特征在于，包括工作台(1)，所述工作台(1)的中部设有一个摆臂机构(2)，所述工作台(1)上环绕于所述摆臂机构(2)依次设有用于供所述摆臂机构(2)取料晶元的供晶机构(5)，用于对所述摆臂机构(2)取料的晶元进行取像的第一摄像模组(4)，以及用于对所述摆臂机构(2)取料的晶元进行固晶的固晶机构(3)；

所述摆臂机构(2)包括安装座(21)以及转动连接于所述安装座(21)的摆臂环(22)；沿所述摆臂环(22)的外周缘间隔地设有多个摆臂单体(23)，所述供晶机构(5)、所述第一摄像模组(4)和所述固晶机构(3)分别对应地设有至少一个摆臂单体(23)；

所述摆臂单体(23)远离所述摆臂环(22)的一端沿竖直方向滑动连接有用于吸取晶元的工作头(24)；

所述供晶机构(5)和所述固晶机构(3)的上方分别设有下压机构(6)，所述下压机构(6)的驱动端与工作头(24)相抵接，用于驱动所述工作头(24)沿竖直方向直线运动。

2.根据权利要求1所述的固晶系统，其特征在于，所述固晶装置包括安装板(51)，以及转动连接于所述安装板(51)上的晶元盘(52)；

所述晶元盘(52)的下方设有顶针组件(53)，用于顶出所述晶元盘(52)上的晶元；

所述安装板(51)的下端面设有驱动组件，所述驱动组件包括沿X轴方向设置的第一直线模组(54)，和沿Y轴方向设置的第二直线模组(55)；所述第一直线模组(54)用于驱动所述安装板(51)沿X轴方向直线运动，所述第二直线模组(55)用于驱动所述安装板(51)沿Y轴方向直线运动。

3.根据权利要求2所述的固晶系统，其特征在于，所述固晶装置还包括第一旋转驱动组件(56)，所述第一旋转驱动组件(56)包括旋转电机(561)，所述旋转电机(561)的输出轴连接有驱动轮(562)，所述驱动轮(562)上啮合有同步带(563)，所述同步带(563)远离所述驱动轮(562)的一端与所述晶元盘(52)连接，用于驱动所述晶元盘(52)转动。

4.根据权利要求1所述的固晶系统，其特征在于，所述摆臂单体(23)远离所述安装座(21)的一端沿竖直方向开设有连接孔，所述工作头(24)滑动连接于所述连接孔内；

所述工作头(24)上套设有第一复位弹簧(25)，所述第一复位弹簧(25)的两端部分别与所述工作头(24)和所述摆臂单体(23)连接。

5.根据权利要求4所述的固晶系统，其特征在于，所述摆臂机构(2)还包括转动连接于所述连接孔内的轴套(26)；所述工作头(24)包括连接销轴(241)，所述连接销轴(241)沿竖直方向滑动连接于所述轴套(26)内，且所述连接销轴(241)的两端部分别贯穿于所述轴套(26)；

所述连接销轴(241)的上端部设有压板(242)，所述连接销轴(241)的下端部设有用于吸附工件的吸嘴(243)；

所述连接销轴(241)的中部设有连接板(244)，所述连接板(244)与所述轴套(26)的上端部连接；

所述压板(242)的下端面设有第二缓冲弹簧(245)，所述第二缓冲弹簧(245)的远离所述压板(242)的一端与所述连接板(244)连接。

6.根据权利要求5所述的固晶系统，其特征在于，所述摆臂机构(2)还包括安装于所述摆臂单体(23)上的第一电机(27)；

所述第一驱动组件的驱动端与所述轴套(26)连接，用于驱动所述轴套(26)沿所述连接孔内转动；

所述第一电机(27)的输出轴连接有第一皮带轮(28)；所述轴套(26)外套设有第二皮带轮(29)，所述第一皮带轮(28)和所述第二皮带轮(29)通过皮带连接。

7.根据权利要求1所述的固晶系统，其特征在于，所述摆臂单体(23)的数量为八个，八个所述摆臂单体(23)均匀地排布于所述摆臂环(22)的外周缘上。

8.根据权利要求1所述的固晶系统，其特征在于，还包括：

第二取像模组(7)，设于所述摆臂机构(2)的旋转路径上的所述固晶机构(3)至所述供晶机构(5)之间，用于对所述工作头(24)进行取像。

9.根据权利要求1所述的固晶系统，其特征在于，所述固晶机构(3)包括用于容置芯片的载板(31)，所述载板(31)的下端面设有用于驱动所述载板(31)沿X轴方向直线运动的第三直线模组(32)和用于驱动所述载板(31)沿Y轴方向直线运动的第四直线模组(33)。

10.根据权利要求1所述的固晶系统，其特征在于，还包括上料机构(8)，所述上料结构设于所述供晶机构(5)的一侧，所述上料机构(8)包括用于容置晶元的料盒和用于驱动所述料盒升降的升降组件；

所述上料机构(8)和所述供晶机构(5)之间设有机械手(9)，所述机械手(9)用于将所述料盒的晶元搬运至所述供晶机构(5)上。

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