CN116960046B - 一种芯片分选机用吸放料机构及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片分选机用吸放料机构及工作方法，涉及芯片分选技术领域，包括分选机本体，分选机本体包括上料机构、视觉分选机构和移料机构，移料机构包括装载台、真空吸嘴、防掉落组件和驱动组件。本发明通过驱动固定罩和旋转罩沿吸嘴本体轴向移动，通过第一滚珠与滚珠导轨配合驱使旋转罩下降过程中进行转动，进而通过进给螺纹套和齿槽配合驱动进给夹持杆靠拢对作业对象进行夹持，防止作业对象在转移过程中掉落，利用吸嘴本体内的真空负压驱动活塞本体向吸嘴本体内侧移动，通过活塞本体上的缺口连通腔室和吸嘴本体，使腔室内形成真空负压，进而使固定罩在真空负压和重力作用下沿吸嘴本体轴向下降，进而通过旋转罩驱动进给夹持杆夹持作业对象。

Description

一种芯片分选机用吸放料机构及工作方法

技术领域

本发明涉及芯片分选技术领域，具体为一种芯片分选机用吸放料机构及工作方法。

背景技术

芯片封装是将裸露的芯片密封装配于保护性覆盖层内，可以保护芯片，给芯片提供机械支撑和散热等。

芯片封装存在许多瑕疵，如外观可直接判断的引线变形、底座偏移及封装不均匀等问题，因此在封装芯片后会通过分选机进行筛查分选，将芯片吸附在物料托盘上，通过视界平台中的摄像头标记外观有瑕疵的芯片封装，再通过机械臂和真空吸嘴快速将其转移到另一个托盘上，以保证芯片封装良率。

目前为了能够方便人们识别芯片种类，会在芯片封装上刻字，如序列号、条形码或厂家LOGO等，常见的刻字方式包括凸字和凹字，无论哪一种都会使刻字区域表面凹凸不平，且刻字面积通常较大，占据芯片封装表面大部分区域，当真空吸嘴吸附芯片封装时，吸嘴与芯片封装表面之间存在许多缝隙，致使真空吸嘴吸附不牢固，且为了提高筛选效率，机械臂转移速度快，当真空吸嘴被机械臂带动快速水平横移时，芯片封装容易掉落，甚至导致芯片损毁。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种芯片分选机用吸放料机构及工作方法，以解决上述背景技术中提出的芯片分选机转移芯片封装时芯片封装易掉落的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种芯片分选机用吸放料机构，包括分选机本体，所述分选机本体包括上料机构、视觉分选机构和移料机构，其特征在于：所述移料机构包括装载台以及多组装配于装载台上的真空吸嘴，所述移料机构还包括防掉落组件以及驱动防掉落组件的驱动组件，其中：

所述真空吸嘴包括吸嘴本体；

所述防掉落组件包括活动套装于吸嘴本体上的固定罩、活动套装于固定罩外侧的旋转罩以及活动装配于旋转罩上的进给夹持杆，所述固定罩能够沿吸嘴本体轴向升降运动，所述固定罩的侧壁上开设有多个齿槽，所述齿槽内活动设有套设于进给夹持杆外侧的进给螺纹套，所述进给螺纹套的侧壁上设有与齿槽啮合的齿圈，所述进给螺纹套设有内螺纹，所述进给夹持杆的侧壁上设有与内螺纹啮合的外螺纹，所述旋转罩的侧壁上活动装配有第一滚珠，所述吸嘴本体的侧壁上设有导轨罩，所述导轨罩的内壁上开设有与第一滚珠适配的滚珠导轨，所述滚珠导轨包括竖直段和倾斜段，所述第一滚珠配合滚珠导轨驱动旋转罩轴向转动升降，所述吸嘴本体的侧壁上固定装配有密封环，所述密封环与固定罩之间形成腔室，所述密封环上设有与腔室连通的单向气阀，所述吸嘴本体的侧壁上开设有连通至腔室内的气孔，所述旋转罩能够与固定罩同步转动升降以驱动进给夹持杆夹持或松开作业对象；

所述驱动组件包括活动装配于气孔内的活塞本体、装配于活塞本体与气孔之间的第一压簧以及装配于腔室内连接固定罩与密封环的第二压簧，所述活塞本体的侧壁上开设有与腔室连通的缺口，所述活塞本体朝向腔室一侧设有密封板，所述密封板上开设有与单向气阀适配的通气口。

进一步地，所述进给夹持杆朝向吸嘴本体的端部固定安装有装配板，所述装配板相对于进给夹持杆一侧通过第三压簧活动装配有夹持板，所述夹持板朝向装配板一侧关于进给夹持杆对称设有导向杆，两个所述导向杆贯穿所述装配板、齿槽和旋转罩。

进一步地，所述旋转罩上开设有与进给夹持杆以及导向杆适配的通孔。

一种芯片分选机用吸放料机构的工作方法，包含以下步骤：

当吸嘴本体与作业对象未接触时，进给夹持杆所处水平面高度高于吸嘴本体下端面，避免与物料托盘发生干涉；

当吸嘴本体与作业对象接触时，吸嘴本体内形成真空负压吸附作业对象，调节机械臂使作业对象上升脱离物料托盘，同时活塞本体受负压作用向吸嘴本体内侧移动直至腔室与吸嘴本体内侧通过缺口连通，活塞本体带动密封板移动使通气口与单向气阀错位，腔室内形成真空负压，固定罩受负压与自重作用沿吸嘴本体轴向向作业对象靠拢，旋转罩上的第一滚珠沿滚珠导轨的竖直段移动，旋转罩随固定罩同步向作业对象靠拢；

当作业对象脱离物料托盘时，固定罩仍沿吸嘴本体轴向向作业对象靠拢，第一滚珠进入滚珠导轨的倾斜段并沿倾斜段移动，旋转罩在第一滚珠作用下与固定罩同步移动的同时开始轴向转动，通过进给螺纹套和齿槽配合驱使进给夹持杆向作业对象靠拢直至夹持芯片；

当作业对象转移到承料托盘时，向吸嘴本体注气，活塞本体受第一压簧作用向腔室移动，活塞本体带动密封板移动直至通气口与单向气阀完全重合，固定罩受第二压簧作用远离作业对象，腔室内形成负压，外界空气通过单向气阀进入腔室使内外气压平衡，同时第一滚珠沿滚珠导轨的倾斜段移动，旋转罩随固定罩同步远离作业对象时在第一滚珠作用下反向转动，进而驱使进给夹持杆远离作业对象，使作业对象掉落至承料托盘。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明提供的一种芯片分选机用吸放料机构及工作方法，

本发明设置防掉落组件，通过驱动固定罩和旋转罩沿吸嘴本体轴向移动，通过第一滚珠与滚珠导轨配合驱使旋转罩下降过程中进行转动，进而通过进给螺纹套和齿槽配合驱动进给夹持杆靠拢对作业对象进行夹持，防止作业对象在转移过程中掉落；

本发明设置驱动组件，利用吸嘴本体内的真空负压驱动活塞本体向吸嘴本体内侧移动，通过活塞本体上的缺口连通腔室和吸嘴本体，使腔室内形成真空负压，进而使固定罩在真空负压和重力作用下沿吸嘴本体轴向下降，进而通过旋转罩驱动进给夹持杆夹持作业对象；

本发明设置的滚珠导轨包括竖直段和倾斜段，吸附作业对象过程中，当腔室内形成负压，固定罩带动旋转罩下降时，第一滚珠先在滚珠导轨的竖直段内移动一段距离，使机械臂有足够时间带动作业对象脱离物料托盘，避免进给夹持杆与物料托盘上的定位卡子发生干涉。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明提供的分选机本体的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本发明提供的真空吸嘴的结构示意图；

图4为本发明提供的装置爆炸结构示意图；

图5为图4中B处放大图；

图6为图4中C处放大图；

图7为本发明提供的导轨罩的结构示意图；

图8为本发明提供的真空吸嘴的剖面结构示意图；

图9为图8中D处放大图；

图10为本发明提供的密封活塞移动后的剖面结构示意图；

图11为图10中E处放大图；

图12为本发明提供的进给夹持杆靠拢的结构示意图；

图13为本发明提供的进给夹持杆靠拢的剖面结构示意图。

图中：

100、分选机本体；

200、移料机构；

210、真空吸嘴；211、吸嘴本体；222、导轨罩；223、滚珠导轨；2231、竖直段；2232、倾斜段；224、密封环；225、单向气阀；226、气孔；

300、防掉落组件；

310、固定罩；311、齿槽；312、腔室；

320、旋转罩；321、第一滚珠；322、通孔；

330、进给夹持杆；331、进给螺纹套；332、装配板；333、夹持板；334、第三压簧；335、导向杆；

400、驱动组件；

410、活塞本体；411、缺口；

420、第一压簧；

430、密封板；431、通气口；

440、第二压簧。

实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

目前芯片分选机筛选良品的步骤，首先将作业对象码放在物料托盘上，上料机构将物料托盘输送到视界平台上，通过视界平台的摄像头探测识别作业对象是否有瑕疵，并记录瑕疵品的坐标位置，随后物料托盘被输送到筛选区，经机械臂与真空吸嘴210配合将瑕疵品转移到另一托盘上，而筛选后的物料托盘输送至储存区，通过机械夹爪装载到储料箱内。

在转移瑕疵品步骤中，因作业对象通常会刻字进行标识，导致其表面凹凸不平，真空吸嘴210与作业对象贴合处存在缝隙，导致吸附不牢固，而为了提高工作效率，机械臂转移速度较快，这导致作业对象在转移过程中容易从真空吸嘴210上脱落，为防止作业对象掉落导致芯片损毁，请参阅图1至图4，本发明提供的一种芯片分选机用吸放料机构200，包括分选机本体100，分选机本体100包括上料机构（未示出）、视觉分选机构（未示出）和移料机构200等，移料机构200包括装载台以及多组装配于装载台上的真空吸嘴210，设置多组真空吸嘴210可以同时对多个被标记的瑕疵品进行转移，提高作业效率，移料机构200还包括防掉落组件300以及驱动防掉落组件300的驱动组件400，其中：真空吸嘴210包括吸嘴本体211；

防掉落组件300包括活动套装于吸嘴本体211上的固定罩310、活动套装于固定罩310外侧的旋转罩320以及活动装配于旋转罩320上的进给夹持杆330，固定罩310能够沿吸嘴本体211轴向升降运动，旋转罩320能够与固定罩310同步转动升降以驱动进给夹持杆330靠拢或远离。

固定罩310的侧壁上开设有多个齿槽311，齿槽311内活动设有套设于进给夹持杆330外侧的进给螺纹套331，进给螺纹套331的侧壁上设有与齿槽311啮合的齿圈，进给螺纹套331设有内螺纹，进给夹持杆330的侧壁上设有与内螺纹啮合的外螺纹，当进给夹持杆330沿齿槽311横向移动时，带动进给螺纹套331移动，进给螺纹套331在齿圈和齿槽311的配合下进行滚动，进而带动螺纹啮合的进给夹持杆330向吸嘴本体211轴心线靠拢或远离。固定罩310与吸嘴本体211之间通过竖向键槽连接，使得固定罩310只能沿吸嘴本体211轴向移动而不能转动。

如图7至图8所示，旋转罩320与固定罩310通过横向键槽连接以实现同步升降运动，旋转罩320的侧壁上活动装配有第一滚珠321，吸嘴本体211的侧壁上设有导轨罩222，导轨罩222的内壁上开设有与第一滚珠321适配的滚珠导轨223。

如图8至图9所示，吸嘴本体211的侧壁上固定装配有密封环224，密封环224与固定罩310之间形成腔室312，密封环224上设有与腔室312连通的单向气阀225，吸嘴本体211的侧壁上开设有连通至腔室312内的气孔226。

本申请的驱动组件400可以选择电动推杆或气缸，将电动推杆或气缸装配于装载台上，其延伸段与旋转罩320通过环状键槽连接，但电动推杆或气缸体积均较大，装配于装载台后，真空吸嘴210的间距会增大，而物料托盘为了充分利用装载面积，其装载的作业对象间距都比较小，在转移作业对象时需要不断调整机械臂位置使真空吸嘴210与作业对象对位。

为避免上述问题，如图8至图13所示，本申请中驱动组件400包括活动装配于气孔226内的活塞本体410、装配于活塞本体410与气孔226之间的第一压簧420以及装配于腔室312内连接固定罩310与密封环224的第二压簧440，活塞本体410的侧壁上开设有与腔室312连通的缺口411，活塞本体410朝向腔室312一侧设有密封板430，密封板430上开设有与单向气阀225适配的通气口431。

在转移瑕疵品时，机械臂驱使吸嘴本体211下端贴合于瑕疵品作业对象上，通过真空泵抽真空使吸嘴本体211内形成真空负压，使作业对象吸附于吸嘴本体211上，同时活塞本体410受外部腔室312内气压的压力作用向吸嘴本体211内移动，直至缺口411脱离气孔226进入吸嘴本体211内侧，此时第一压簧420压缩蓄能，活塞本体410移动的同时带动密封板430移动，使密封板430上的通气口431与单向气阀225错位，此时腔室312内的空气从活塞本体410的缺口411进入吸嘴本体211内并被真空泵抽走，腔室312内逐渐形成真空负压，固定罩310在负压和重力的作用下沿吸嘴本体211轴向向密封环224靠拢，进而带动旋转罩320向下移动，此时第二压簧440压缩蓄能，旋转罩320移动过程中，在第一滚珠321与滚珠导轨223的作用下呈螺旋轨迹旋转移动，旋转罩320转动带动进给夹持杆330移动，进而带动与进给夹持杆330螺纹啮合的进给螺纹套331移动，进给螺纹套331在齿圈与齿槽311的配合下旋转移动，通过螺纹驱使进给夹持杆330向吸嘴本体211轴心线方向靠拢并夹持作业对象，防止作业对象在转移过程中掉落。

当作业对象转移到位时，真空泵停止抽真空，并向吸嘴本体211内注气使作业对象脱离吸嘴本体211，此时活塞本体410在第一压簧420的作用下复位，密封板430上的通气口431与单向气阀225重合，固定罩310在第二压簧440的作用下向远离密封环224的方向移动，随着腔室312空间增大形成负压，外界空气通过单向气阀225和通气口431进入填充腔室312，使腔室312气压与外界气压平衡。

为防止物料托盘上的定位卡子干涉进给夹持杆330的夹持，滚珠导轨223包括竖直段2231和倾斜段2232，第一滚珠321配合滚珠导轨223实现旋转罩320升降的同时轴向转动，当第一滚珠321沿竖直段2231移动时，旋转罩320与固定罩310同步升降运动，机械臂上升带动作业对象脱离物料托盘，当第一滚珠321沿倾斜段2232移动时，旋转罩320与固定罩310同步升降的同时轴向旋转，带动进给夹持杆330靠拢夹持作业对象或远离松开作业对象，以此避免干涉。

作业对象上通常会有一些引脚，为防止进给夹持杆330夹持作业对象时将引脚挤压变形，如图4和图6所示，本申请在进给夹持杆330朝向吸嘴本体211的端部固定安装有装配板332，装配板332相对于进给夹持杆330一侧通过第三压簧334活动装配有夹持板333，夹持板333可选用橡胶板或海绵板，配合第三压簧334可以有效缓解进给夹持杆330直接作用在作业对象上的夹持力，夹持板333朝向装配板332一侧关于进给夹持杆330对称设有导向杆335，两个导向杆335贯穿装配板332、齿槽311和旋转罩320，以防止进给夹持杆330转动影响进给夹持和作业对象的平衡。

如图4所示，旋转罩320上开设有与进给夹持杆330以及导向杆335适配的通孔322。

一种芯片分选机用吸放料机构的工作方法，吸嘴本体211通过真空负压吸附作业对象存在以下几种工况：

当吸嘴本体211与作业对象未接触时，进给夹持杆330所处水平面高度高于吸嘴本体211下端面，避免与物料托盘上用于定位作业对象的定位卡子发生干涉；

当吸嘴本体211与作业对象接触时，真空泵抽真空使吸嘴本体211内形成真空负压吸附作业对象，调节机械臂使吸嘴本体211带动作业对象上升脱离物料托盘，同时活塞本体410在真空负压作用下向吸嘴本体211内侧移动，活塞本体410带动密封板430移动使通气口431与密封环224上的单向气阀225错开，直至活塞本体410上的缺口411脱离气孔226进入吸嘴本体211内侧，腔室312内的空气通过缺口411进入吸嘴本体211内，并被真空泵抽走，直至腔室312内形成真空负压，固定罩310在腔室312内真空负压以及自重的作用下沿吸嘴本体211轴向向作业对象靠拢，此时旋转罩320上的第一滚珠321沿滚珠导轨223的竖直段2231移动，旋转罩320带动进给夹持杆330与固定罩310同步向作业对象靠拢；

当作业对象脱离物料托盘时，固定罩310仍沿吸嘴本体211轴向向作业对象靠拢，此时旋转罩320上的第一滚珠321沿滚珠导轨223的倾斜段2232移动，驱使旋转罩320与固定罩310同步向作业对象靠拢的同时开始轴向转动，旋转罩320带动进给夹持杆330相对固定罩310转动，进给夹持杆330在齿槽311内移动，通过与齿槽311的啮合的进给螺纹套331驱使进给夹持杆330向作业对象靠拢直至夹持芯片；

当作业对象转移到承料托盘时，真空泵不再抽真空，并向吸嘴本体211内注气使芯片与吸嘴本体211脱离，活塞本体410在第一压簧420的作用下向腔室312移动，带动密封板430移动直至通气口431与单向气阀225完全重合，同时固定罩310在第二压簧440作用下远离作业对象，腔室312内形成负压，外界空气通过单向气阀225进入腔室312内，使内外气压平衡，此时第一滚珠321沿滚珠导轨223的倾斜段2232移动，旋转罩320与固定罩310同步远离作业对象的同时轴向反转，进而驱使进给夹持杆330远离作业对象，使作业对象掉落至承料托盘，待第一滚珠321沿滚珠导轨223的竖直段2231移动到顶端时，固定罩310、旋转罩320和进给夹持杆330复位，等待下次作业。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种芯片分选机用吸放料机构，包括分选机本体（100），所述分选机本体（100）包括上料机构、视觉分选机构和移料机构（200），其特征在于：所述移料机构（200）包括装载台以及多组装配于装载台上的真空吸嘴（210），所述移料机构（200）还包括防掉落组件（300）以及驱动防掉落组件（300）的驱动组件（400），其中：

所述真空吸嘴（210）包括吸嘴本体（211）；

所述防掉落组件（300）包括活动套装于吸嘴本体（211）上的固定罩（310）、活动套装于固定罩（310）外侧的旋转罩（320）以及活动装配于旋转罩（320）上的进给夹持杆（330），所述固定罩（310）能够沿吸嘴本体（211）轴向升降运动，所述固定罩（310）的侧壁上开设有多个齿槽（311），所述齿槽（311）内活动设有套设于进给夹持杆（330）外侧的进给螺纹套（331），所述进给螺纹套（331）的侧壁上设有与齿槽（311）啮合的齿圈，所述进给螺纹套（331）设有内螺纹，所述进给夹持杆（330）的侧壁上设有与内螺纹啮合的外螺纹，所述旋转罩（320）的侧壁上活动装配有第一滚珠（321），所述吸嘴本体（211）的侧壁上设有导轨罩（222），所述导轨罩（222）的内壁上开设有与第一滚珠（321）适配的滚珠导轨（223），所述滚珠导轨（223）包括竖直段（2231）和倾斜段（2232），所述第一滚珠（321）配合滚珠导轨（223）驱动旋转罩（320）轴向转动升降，所述吸嘴本体（211）的侧壁上固定装配有密封环（224），所述密封环（224）与固定罩（310）之间形成腔室（312），所述密封环（224）上设有与腔室（312）连通的单向气阀（225），所述吸嘴本体（211）的侧壁上开设有连通至腔室（312）内的气孔（226），所述旋转罩（320）能够与固定罩（310）同步转动升降以驱动进给夹持杆（330）夹持或松开作业对象；

所述驱动组件（400）包括活动装配于气孔（226）内的活塞本体（410）、装配于活塞本体（410）与气孔（226）之间的第一压簧（420）以及装配于腔室（312）内连接固定罩（310）与密封环（224）的第二压簧（440），所述活塞本体（410）的侧壁上开设有与腔室（312）连通的缺口（411），所述活塞本体（410）朝向腔室（312）一侧设有密封板（430），所述密封板（430）上开设有与单向气阀（225）适配的通气口（431）。

2.根据权利要求1所述的一种芯片分选机用吸放料机构，其特征在于：所述进给夹持杆（330）朝向吸嘴本体（211）的端部固定安装有装配板（332），所述装配板（332）相对于进给夹持杆（330）一侧通过第三压簧（334）活动装配有夹持板（333），所述夹持板（333）朝向装配板（332）一侧关于进给夹持杆（330）对称设有导向杆（335），两个所述导向杆（335）贯穿所述装配板（332）、齿槽（311）和旋转罩（320）。

3.根据权利要求2所述的一种芯片分选机用吸放料机构，其特征在于：所述旋转罩（320）上开设有与进给夹持杆（330）以及导向杆（335）适配的通孔（322）。

4.根据权利要求3所述的一种芯片分选机用吸放料机构的工作方法，其特征在于，包含以下步骤：

当吸嘴本体（211）与作业对象未接触时，进给夹持杆（330）所处水平面高度高于吸嘴本体（211）下端面，避免与物料托盘发生干涉；

当吸嘴本体（211）与作业对象接触时，吸嘴本体（211）内形成真空负压吸附作业对象，调节机械臂使作业对象上升脱离物料托盘，同时活塞本体（410）受负压作用向吸嘴本体（211）内侧移动直至腔室（312）与吸嘴本体（211）内侧通过缺口（411）连通，活塞本体（410）带动密封板（430）移动使通气口（431）与单向气阀（225）错位，腔室（312）内形成真空负压，固定罩（310）受负压与自重作用沿吸嘴本体（211）轴向向作业对象靠拢，旋转罩（320）上的第一滚珠（321）沿滚珠导轨（223）的竖直段（2231）移动，旋转罩（320）随固定罩（310）同步向作业对象靠拢；

当作业对象脱离物料托盘时，固定罩（310）仍沿吸嘴本体（211）轴向向作业对象靠拢，第一滚珠（321）进入滚珠导轨（223）的倾斜段（2232）并沿倾斜段（2232）移动，旋转罩（320）在第一滚珠（321）作用下与固定罩（310）同步移动的同时开始轴向转动，通过进给螺纹套（331）和齿槽（311）配合驱使进给夹持杆（330）向作业对象靠拢直至夹持芯片；

当作业对象转移到承料托盘时，向吸嘴本体（211）注气，活塞本体（410）受第一压簧（420）作用向腔室（312）移动，活塞本体（410）带动密封板（430）移动直至通气口（431）与单向气阀（225）完全重合，固定罩（310）受第二压簧（440）作用远离作业对象，腔室（312）内形成负压，外界空气通过单向气阀（225）进入腔室（312）使内外气压平衡，同时第一滚珠（321）沿滚珠导轨（223）的倾斜段（2232）移动，旋转罩（320）随固定罩（310）同步远离作业对象时在第一滚珠（321）作用下反向转动，进而驱使进给夹持杆（330）远离作业对象，使作业对象掉落至承料托盘。