CN115196339A - 一种芯片加工用抓取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片加工用抓取装置，属于芯片加工领域，包括机械臂，机械臂上连接有真空发生器，真空发生器上设有用于抓取芯片的负压抓取装置，负压抓取装置包括波浪真空吸盘，波浪真空吸盘的底端连接有环状底座，波浪真空吸盘上开设有一个环形气腔，环形气腔的内部固定连接有一个与其尺寸相适配的气囊部，基底杆的顶部设有终端执行单元，本发明提供了一种在对芯片进行封装加工的过程中，能够对体积较小的集成电路裸片进行牢固抓取的抓取装置，从而适用于芯片封装生产加工过程中对集成电路裸片的快速抓取作业，从而能够有效避免集成电路裸片在被抓取的过程中发生脱落摔损的情况，保障芯片封装的正常生产加工进度不受影响。

Description

一种芯片加工用抓取装置

技术领域

本发明涉及芯片加工领域，更具体地说，涉及一种芯片加工用抓取装置。

背景技术

芯片封装是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁，是把集成电路装配为芯片最终产品的过程，简单地说，就是把生产出来的集成电路裸片放在一块起到承载作用的外部电路基板上，把管脚引出来，然后固定包装成为一个整体。

当前，在芯片的封装加工过程中，需要通过吸盘抓取装置将放置于盒体内部呈由下到上排列的多个集成电路裸片依次抓取出，再将抓取出的电路裸片分别一一封装到对应的外部电路基板上。

由于集成电路裸片体积较小，所以传统的用于对集成电路裸片进行抓取作业的抓取装置中所用到的真空吸盘的规格尺寸也较小，公知的，真空吸嘴的吸力和真空吸盘的直径大小有直接关系，所以，采用传统的吸盘抓取装置在对生产加工芯片中所用到的集成电路裸片进行快速抓取作业的过程中，被抓取的集成电路裸片极其容易因抓取装置的吸力不足而脱落摔下，造成集成电路裸片的损坏，这样不仅影响芯片正常的生产加工进度，而且也造成了资源的浪费，增加了企业的生产成本。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种芯片加工用抓取装置，本发明提供了一种在对芯片进行封装加工的过程中，能够对体积较小的集成电路裸片进行牢固抓取的抓取装置，从而适用于芯片封装生产加工过程中对集成电路裸片的快速抓取作业，从而能够有效避免集成电路裸片在被抓取的过程中发生脱落摔损的情况，保障芯片封装的正常生产加工进度不受影响。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种芯片加工用抓取装置，包括机械臂，机械臂上连接有真空发生器，真空发生器上设有用于抓取芯片的负压抓取装置，负压抓取装置包括波浪真空吸盘，波浪真空吸盘的底端连接有环状底座，波浪真空吸盘上开设有一个环形气腔，环形气腔的内部固定连接有一个与其尺寸相适配的气囊部，环状底座侧壁的外周均匀设有多个在环状底座以及环状底座对芯片进行负压抓取处理后还能对芯片的侧部进行夹持抓取的二级侧夹爪机构，波浪真空吸盘的顶端连通有中空管，且中空管远离波浪真空吸盘的一端与真空发生器相连通；

二级侧夹爪机构包括与环状底座侧壁相连接的横置筒体，横置筒体的内部充满有气体介质部，横置筒体的侧壁上连通有导气管，且导气管远离横置筒体的一端穿入波浪真空吸盘的内部并与气囊部相连通，气体介质部远离环状底座的一端上连接有基底杆，基底杆的顶部设有终端执行单元。

进一步的，终端执行单元包括转动连接于基底杆顶部的活塞缸筒，活塞缸筒的内部密封滑动设有密封活塞，密封活塞上连接有牵引杆，牵引杆远离密封活塞的一端由活塞缸筒的内部穿出，密封活塞远离牵引杆的一侧上连接有第二复位弹簧，且第二复位弹簧远离密封活塞的一端与活塞缸筒的底壁相连接，活塞缸筒的内腔在密封活塞与活塞缸筒内腔的底壁之间填充有气体介质部，活塞缸筒的侧壁上与其内部所填充气体介质部位置对应处还连通有一根引气细软管，且引气细软管远离活塞缸筒的一端与横置筒体的侧壁相连通；

牵引杆远离活塞缸筒的一端转动连接有侧夹爪，侧夹爪上转动连接有一个固定连接于基底杆顶面上的支架，侧夹爪的顶面设有触手单元。

进一步的，触手单元包括固定连接于侧夹爪顶面上的气箱，气箱的内部也充满有气体介质部，气箱的底面均匀设有多个预留孔槽，每个预留孔槽内均密封滑动设有与其内腔尺寸相适配的伸缩片，伸缩片上开设有气流通道，伸缩片的底面连接有气囊片，且气囊片与伸缩片上的气流通道相连通；

伸缩片的顶端伸入至气箱的内部，伸缩片的底端由气箱上的预留孔槽穿出并贯穿侧夹爪，伸缩片顶端的外周环设有环形凸起部；

气箱的侧壁上贯穿开设有直孔道，直孔道内设有当伸缩片受到挤压回缩至气箱内部时用于平衡气箱内部气压的气压平衡器。

进一步的，气体介质部为氮气气体。

进一步的，波浪真空吸盘以及环状底座均采用丁腈橡胶材质制成。

进一步的，气压平衡器包括密封滑动设置于直孔道内部的活动筒体，活动筒体内腔的顶壁上连接有第一复位弹簧，第一复位弹簧的底端连接有条状座，活动筒体底端的外周套接固定有限位环。

进一步的，活动筒体的底端伸入至气箱的内部，条状座的端部与气箱内腔的侧壁相连接。

进一步的，波浪真空吸盘的纵截面为波浪形，气囊部的纵截面也为波浪形。

进一步的，多个横置筒体环设于环状底座的外周。

进一步的，当侧夹爪处于初始位置时，侧夹爪底端所处平面位于环状底座底面的上方。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明提供了一种在对芯片进行封装加工的过程中，能够对体积较小的集成电路裸片进行牢固抓取的抓取装置，从而适用于芯片封装生产加工过程中对集成电路裸片的快速抓取作业，从而能够有效避免集成电路裸片在被抓取的过程中发生脱落摔损的情况，保障芯片封装的正常生产加工进度不受影响。

（2）通过真空发生器使得波浪真空吸盘内部形成负压，再由波浪真空吸盘吸附抓取起芯片封装生产加工用的集成电路裸片，当波浪真空吸盘吸住集成电路裸片后，波浪真空吸盘内部气体逐渐被抽出，使得波浪真空吸盘的体积逐渐被压缩缩小，在波浪真空吸盘体积逐渐压缩缩小的过程中，气囊部内部的气体通过导气管导入至横置筒体的内部，并使得横置筒体内部气压增大，随后，横置筒体内部的气体再通过引气细软管传导至活塞缸筒内部并造成活塞缸筒内部气压增大，使得密封活塞通过牵引杆带动侧夹爪向下转动并对负压抓取后的集成电路裸片的侧部进行二次夹持固定处理，从而进一步提升了对集成电路裸片抓取的牢固性。

（3）当侧夹爪向下转动并对集成电路裸片的侧壁进行二次夹持固定处理后，与集成电路裸片的侧壁接触的伸缩片在侧夹爪的夹持力作用下向着气箱内腔的方向回缩，从而使得集成电路裸片的侧部卡合在没有回缩的两个伸缩片之间，从而使得本抓取装置更进一步的提升了集成电路裸片抓取的牢固性，抓取效果好；

（4）伸缩片受挤压回缩至气箱内部后，侵占了气箱内部空间，使得气箱内部气压增大，随后气箱内部填充的气体介质部被挤压至气囊片内部，使得体积膨胀后的气囊片能够对被夹持的集成电路裸片的侧部进行缓冲吸能保护，从而能够有效避免侧夹爪对集成电路裸片的侧部造成挤压损坏。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处的局部放大图；

图3为本发明中负压抓取装置的结构示意图；

图4为本发明中二级侧夹爪机构的结构示意图；

图5为本发明图4中B处的局部放大示意图；

图6为本发明图4中C处的局部放大示意图；

图7为本发明中负压抓取装置的局部剖视图；

图8为本发明图7中D处的局部放大示意图；

图9为本发明中气箱的剖视图。

图中标号说明：

1、机械臂；2、真空发生器；300、波浪真空吸盘；301、环状底座；302、横置筒体；303、基底杆；304、侧夹爪；305、气箱；306、活动筒体；307、中空管；308、活塞缸筒；309、牵引杆；310、伸缩片；311、气囊片；312、气囊部；313、气体介质部；314、第一复位弹簧；315、条状座；316、密封活塞；317、第二复位弹簧。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1-3所示，一种芯片加工用抓取装置，包括机械臂1，本申请中的机械臂1为本技术领域已知的现有技术，是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配、安全防爆等领域得到广泛应用，在此不作赘述，机械臂1上连接有真空发生器2，真空发生器2上设有用于抓取芯片的负压抓取装置，负压抓取装置包括波浪真空吸盘300，波浪真空吸盘300的底端连接有环状底座301，波浪真空吸盘300以及环状底座301均优选采用丁腈橡胶材质制成，波浪真空吸盘300上开设有一个环形气腔，环形气腔的内部固定连接有一个与其尺寸相适配的气囊部312，且气囊部312的内部注满有气体，环状底座301侧壁的外周均匀设有多个在环状底座301以及环状底座301对芯片进行负压抓取处理后还能对芯片的侧部进行夹持抓取的二级侧夹爪机构，波浪真空吸盘300的顶端连通有中空管307，且中空管307远离波浪真空吸盘300的一端与真空发生器2相连通，波浪真空吸盘300的纵截面为波浪形，气囊部312的纵截面也为波浪形，二级侧夹爪机构包括与环状底座301侧壁相连接的横置筒体302，横置筒体302的内部充满有气体介质部313，气体介质部313优选为氮气气体，横置筒体302的侧壁上连通有导气管，且导气管远离横置筒体302的一端穿入波浪真空吸盘300的内部并与气囊部312相连通，气体介质部313远离环状底座301的一端上连接有基底杆303，基底杆303的顶部设有终端执行单元，多个横置筒体302环设于环状底座301的外周。

请参阅图4，图5所示，终端执行单元包括转动连接于基底杆303顶部的活塞缸筒308，活塞缸筒308的内部密封滑动设有密封活塞316，密封活塞316上连接有牵引杆309，牵引杆309远离密封活塞316的一端由活塞缸筒308的内部穿出，密封活塞316远离牵引杆309的一侧上连接有第二复位弹簧317，且第二复位弹簧317远离密封活塞316的一端与活塞缸筒308的底壁相连接，活塞缸筒308的内腔在密封活塞316与活塞缸筒308内腔的底壁之间填充有气体介质部313，活塞缸筒308的侧壁上与其内部所填充气体介质部313位置对应处还连通有一根引气细软管，且引气细软管远离活塞缸筒308的一端与横置筒体302的侧壁相连通，牵引杆309远离活塞缸筒308的一端转动连接有侧夹爪304，侧夹爪304上转动连接有一个固定连接于基底杆303顶面上的支架，侧夹爪304的顶面设有触手单元，当侧夹爪304处于初始位置时，侧夹爪304底端所处平面位于环状底座301底面的上方。工作时，通过机械臂1控制波浪真空吸盘300的抓取位置，通过真空发生器2与提供气源的气泵相连接，通过真空发生器2使得波浪真空吸盘300内部形成负压，再由波浪真空吸盘300吸附抓取起芯片封装生产加工用的集成电路裸片，当波浪真空吸盘300吸住集成电路裸片后，波浪真空吸盘300内部气体逐渐被抽出，使得波浪真空吸盘300的体积逐渐被压缩缩小，在波浪真空吸盘300体积逐渐压缩缩小的过程中，气囊部312内部的气体通过导气管导入至横置筒体302的内部，并使得横置筒体302内部气压增大，随后，横置筒体302内部的气体再通过引气细软管传导至活塞缸筒308内部并造成活塞缸筒308内部气压增大，使得密封活塞316通过牵引杆309带动侧夹爪304向下转动并对负压抓取后的集成电路裸片的侧部进行二次夹持固定处理，从而进一步提升了对集成电路裸片抓取的牢固性。

请参阅图4，图6所示，触手单元包括固定连接于侧夹爪304顶面上的气箱305，气箱305的内部也充满有气体介质部313，气箱305的底面均匀设有多个预留孔槽，每个预留孔槽内均密封滑动设有与其内腔尺寸相适配的伸缩片310，伸缩片310上开设有气流通道，伸缩片310的底面连接有气囊片311，且气囊片311与伸缩片310上的气流通道相连通，伸缩片310的顶端伸入至气箱305的内部，伸缩片310的底端由气箱305上的预留孔槽穿出并贯穿侧夹爪304，伸缩片310顶端的外周环设有环形凸起部，气箱305的侧壁上贯穿开设有直孔道，直孔道内设有当伸缩片310受到挤压回缩至气箱305内部时用于平衡气箱305内部气压的气压平衡器。当侧夹爪304向下转动并对集成电路裸片的侧壁进行二次夹持固定处理后，与集成电路裸片的侧壁接触的伸缩片310在侧夹爪304的夹持力作用下向着气箱305内腔的方向回缩，从而使得集成电路裸片的侧部卡合在没有回缩的两个伸缩片310之间，从而使得本抓取装置更进一步的提升了集成电路裸片抓取的牢固性，抓取效果好。伸缩片310受挤压回缩至气箱305内部后，侵占了气箱305内部空间，使得气箱305内部气压增大，随后气箱305内部填充的气体介质部313被挤压至气囊片311内部，使得体积膨胀后的气囊片311能够对被夹持的集成电路裸片的侧部进行缓冲吸能保护，从而能够有效避免侧夹爪304对集成电路裸片的侧部造成挤压损坏。

请参阅图9所示，气压平衡器包括密封滑动设置于直孔道内部的活动筒体306，活动筒体306内腔的顶壁上连接有第一复位弹簧314，第一复位弹簧314的底端连接有条状座315，活动筒体306底端的外周套接固定有限位环。活动筒体306的底端伸入至气箱305的内部，条状座315的端部与气箱305内腔的侧壁相连接。当注入气囊片311内部气体的体积小于伸缩片310回缩至气箱305内部时所侵占的体积时，气箱305内部气压中的一部分顶压活动筒体306，以实现气压的动态平衡。

请参阅图1-9所示，本发明提供了一种在对芯片进行封装加工的过程中，能够对体积较小的集成电路裸片进行牢固抓取的抓取装置，从而适用于芯片封装生产加工过程中对集成电路裸片的快速抓取作业，从而能够有效避免集成电路裸片在被抓取的过程中发生脱落摔损的情况，保障芯片封装的正常生产加工进度不受影响。

工作时，通过机械臂1控制波浪真空吸盘300的抓取位置，通过真空发生器2与提供气源的气泵相连接，通过真空发生器2使得波浪真空吸盘300内部形成负压，再由波浪真空吸盘300吸附抓取起芯片封装生产加工用的集成电路裸片，当波浪真空吸盘300吸住集成电路裸片后，波浪真空吸盘300内部气体逐渐被抽出，使得波浪真空吸盘300的体积逐渐被压缩缩小，在波浪真空吸盘300体积逐渐压缩缩小的过程中，气囊部312内部的气体通过导气管导入至横置筒体302的内部，并使得横置筒体302内部气压增大，随后，横置筒体302内部的气体再通过引气细软管传导至活塞缸筒308内部并造成活塞缸筒308内部气压增大，使得密封活塞316通过牵引杆309带动侧夹爪304向下转动并对负压抓取后的集成电路裸片的侧部进行二次夹持固定处理，从而进一步提升了对集成电路裸片抓取的牢固性。

当侧夹爪304向下转动并对集成电路裸片的侧壁进行二次夹持固定处理后，与集成电路裸片的侧壁接触的伸缩片310在侧夹爪304的夹持力作用下向着气箱305内腔的方向回缩，从而使得集成电路裸片的侧部卡合在没有回缩的两个伸缩片310之间，从而使得本抓取装置更进一步的提升了集成电路裸片抓取的牢固性，抓取效果好。伸缩片310受挤压回缩至气箱305内部后，侵占了气箱305内部空间，使得气箱305内部气压增大，随后气箱305内部填充的气体介质部313被挤压至气囊片311内部，使得体积膨胀后的气囊片311能够对被夹持的集成电路裸片的侧部进行缓冲吸能保护，从而能够有效避免侧夹爪304对集成电路裸片的侧部造成挤压损坏。当注入气囊片311内部气体的体积小于伸缩片310回缩至气箱305内部时所侵占的体积时，气箱305内部气压中的一部分顶压活动筒体306，以实现气压的动态平衡。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种芯片加工用抓取装置，包括机械臂（1），其特征在于：所述机械臂（1）上连接有真空发生器（2），所述真空发生器（2）上设有用于抓取芯片的负压抓取装置，所述负压抓取装置包括波浪真空吸盘（300），所述波浪真空吸盘（300）的底端连接有环状底座（301），所述波浪真空吸盘（300）上开设有一个环形气腔，所述环形气腔的内部固定连接有一个与其尺寸相适配的气囊部（312），所述环状底座（301）侧壁的外周均匀设有多个在环状底座（301）以及环状底座（301）对芯片进行负压抓取处理后还能对芯片的侧部进行夹持抓取的二级侧夹爪机构，所述波浪真空吸盘（300）的顶端连通有中空管（307），且中空管（307）远离波浪真空吸盘（300）的一端与真空发生器（2）相连通；

所述二级侧夹爪机构包括与环状底座（301）侧壁相连接的横置筒体（302），所述横置筒体（302）的内部充满有气体介质部（313），所述横置筒体（302）的侧壁上连通有导气管，且导气管远离横置筒体（302）的一端穿入波浪真空吸盘（300）的内部并与气囊部（312）相连通，所述气体介质部（313）远离环状底座（301）的一端上连接有基底杆（303），所述基底杆（303）的顶部设有终端执行单元。

2.根据权利要求1所述的一种芯片加工用抓取装置，其特征在于：所述终端执行单元包括转动连接于基底杆（303）顶部的活塞缸筒（308），所述活塞缸筒（308）的内部密封滑动设有密封活塞（316），所述密封活塞（316）上连接有牵引杆（309），所述牵引杆（309）远离密封活塞（316）的一端由活塞缸筒（308）的内部穿出，所述密封活塞（316）远离牵引杆（309）的一侧上连接有第二复位弹簧（317），且第二复位弹簧（317）远离密封活塞（316）的一端与活塞缸筒（308）的底壁相连接，所述活塞缸筒（308）的内腔在密封活塞（316）与活塞缸筒（308）内腔的底壁之间填充有气体介质部（313），所述活塞缸筒（308）的侧壁上与其内部所填充气体介质部（313）位置对应处还连通有一根引气细软管，且引气细软管远离活塞缸筒（308）的一端与横置筒体（302）的侧壁相连通；

所述牵引杆（309）远离活塞缸筒（308）的一端转动连接有侧夹爪（304），所述侧夹爪（304）上转动连接有一个固定连接于基底杆（303）顶面上的支架，所述侧夹爪（304）的顶面设有触手单元。

3.根据权利要求2所述的一种芯片加工用抓取装置，其特征在于：所述触手单元包括固定连接于侧夹爪（304）顶面上的气箱（305），所述气箱（305）的内部也充满有气体介质部（313），所述气箱（305）的底面均匀设有多个预留孔槽，每个预留孔槽内均密封滑动设有与其内腔尺寸相适配的伸缩片（310），所述伸缩片（310）上开设有气流通道，伸缩片（310）的底面连接有气囊片（311），且气囊片（311）与伸缩片（310）上的气流通道相连通；

所述伸缩片（310）的顶端伸入至气箱（305）的内部，伸缩片（310）的底端由气箱（305）上的预留孔槽穿出并贯穿侧夹爪（304），所述伸缩片（310）顶端的外周环设有环形凸起部；

所述气箱（305）的侧壁上贯穿开设有直孔道，所述直孔道内设有当伸缩片（310）受到挤压回缩至气箱（305）内部时用于平衡气箱（305）内部气压的气压平衡器。

4.根据权利要求1所述的一种芯片加工用抓取装置，其特征在于：所述气体介质部（313）为氮气气体。

5.根据权利要求1所述的一种芯片加工用抓取装置，其特征在于：所述波浪真空吸盘（300）以及环状底座（301）均采用丁腈橡胶材质制成。

6.根据权利要求3所述的一种芯片加工用抓取装置，其特征在于：所述气压平衡器包括密封滑动设置于直孔道内部的活动筒体（306），所述活动筒体（306）内腔的顶壁上连接有第一复位弹簧（314），所述第一复位弹簧（314）的底端连接有条状座（315），所述活动筒体（306）底端的外周套接固定有限位环。

7.根据权利要求6所述的一种芯片加工用抓取装置，其特征在于：所述活动筒体（306）的底端伸入至气箱（305）的内部，所述条状座（315）的端部与气箱（305）内腔的侧壁相连接。

8.根据权利要求1所述的一种芯片加工用抓取装置，其特征在于：所述波浪真空吸盘（300）的纵截面为波浪形，所述气囊部（312）的纵截面也为波浪形。

9.根据权利要求1所述的一种芯片加工用抓取装置，其特征在于：多个所述横置筒体（302）环设于环状底座（301）的外周。

10.根据权利要求2所述的一种芯片加工用抓取装置，其特征在于：当所述侧夹爪（304）处于初始位置时，侧夹爪（304）底端所处平面位于环状底座（301）底面的上方。

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