CN117153750B - 一种半导体封装用双轨上料系统、上料方法及其固晶机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其是指一种半导体封装用双轨上料系统、上料方法及其固晶机，其采用放料仓装置、旋转取料装置、双轨支撑组件、送料装置、框架取放装置及搬运驱动装置配合动作，可以实现单排框架由单轨上料变为双轨循环自动上料；使固晶机设备实现对双轨上的两排框架同时进行固晶加工，提高了单排框架固晶加工的生产效率；其相对于现有的单轨上料和单轨生产方式，提高了50%的生产效率。

Description

一种半导体封装用双轨上料系统、上料方法及其固晶机

技术领域

本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其是指一种半导体封装用双轨上料系统、上料方法及其固晶机。

背景技术

固晶机是半导体后道封装工序的关键设备，其利用视觉引导技术实现将芯片从晶圆上自动拾取后，邦定到引线框架上的一种自动化生产设备。对于单排框架，常规的生产模式为单轨上料，单轨生产，设备效率比较受限，不能满足规模快速生产的需求，因此，亟需提供一种改进方案，以克服上述技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种半导体封装用双轨上料系统、上料方法及其固晶机，可实现单排框架由单轨上料变为双轨上料，使固晶机设备实现两条单排框架同时进行固晶加工，提高了单排框架固晶加工的生产效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种半导体封装用双轨上料系统，包括放料仓装置、设置于所述放料仓装置出料端的旋转取料装置、设置于所述旋转取料装置一侧的双轨支撑组件、用于对双轨支撑组件上的框架进行送料的送料装置、设置于所述双轨支撑组件一侧的框架取放装置及用于驱动框架取放装置移动以搬运框架的搬运驱动装置；

所述双轨支撑组件并列设置有靠近所述旋转取料装置的外侧轨道和靠近所述框架取放装置的内侧轨道；

所述旋转取料装置用于将框架从所述放料仓装置的出料端转移到外侧轨道上，所述框架取放装置用于将外侧轨道上的框架搬运到内侧轨道上，以得到并列放置的两个框架；所述送料装置同时将两个框架沿着外侧轨道和内侧轨道推送以进行双轨上料。

其中，还包括检测装置，所述检测装置用于检测所述外侧轨道上和内侧轨道上单次通行框架的数量。

其中，所述检测装置包括底座、可转动地安装于底座的摆臂、设置于摆臂一端的检测片、设置于摆臂另一端的芯轴和拉力弹簧、设置于底座的弹簧安装件和触发开关、以及安装于所述芯轴的第一检测轴承和第二检测轴承；

所述弹簧安装件位于所述摆臂的下方，所述触发开关位于所述检测片的下方；所述第一检测轴承位于所述外侧轨道的上方，所述第二检测轴承位于所述内侧轨道的上方；所述拉力弹簧的一端与所述摆臂连接，拉力弹簧的另一端与所述弹簧安装件连接。

其中，所述框架取放装置包括取放装置支座、滑动安装于取放装置支座的升降座、安装于升降座的弹性缓冲机构、安装于取放装置支座的升降驱动机构及安装于所述升降座的吸盘组件；

所述弹性缓冲机构包括活动设置于取放装置支座的升降块、与升降块连接的连接芯轴、设置于连接芯轴下端的连接头、套设于所述连接芯轴的缓冲弹簧及安装于取放装置支座的弹簧抵接座；

所述连接头与所述升降座连接，所述缓冲弹簧的两端分别于弹簧抵接座和连接头抵接；所述升降驱动机构用于抵接并推动所述升降块向上移动。

其中，所述放料仓装置包括倾斜放置的料仓、活动设置于料仓的料仓推料板及用于驱动料仓推料板将料仓内的框架推送至料仓的出料端的料仓驱动机构。

其中，所述旋转取料装置包括旋转轴、安装于旋转轴的取料架、设置于取料架的吸盘及用于驱动旋转轴转动的旋转取料驱动电机；所述取料架和吸盘位于所述料仓的出料端。

其中，所述送料装置包括送料架、设置于所述送料架的两个送料推针及用于驱动送料架沿着双轨支撑组件移动的送料架驱动机构，所述两个送料推针的下端分别位于所述外侧轨道和内侧轨道内。

本发明还提供一种半导体封装用双轨上料方法，包括如下步骤：

S01：在双轨支撑组件上相邻并列设置外侧轨道和内侧轨道，在外侧轨道一侧设置放料仓装置和旋转取料装置；并在外侧轨道对应的内侧轨道一侧设置框架取放装置和搬运驱动装置；

S02：将多个框架堆叠放置于放料仓装置内，采用放料仓装置将框架送至放料仓装置的出料端；

S03：采用旋转取料装置将放料仓装置出料端的单个框架转移到外侧轨道上后；再采用搬运驱动装置驱动框架取放装置移动并将外侧轨道上的该单个框架搬运到内侧轨道上；

S04：采用旋转取料装置从放料仓装置的出料端处将另一单个框架转移到外侧轨道上；并且使外侧轨道和内侧轨道上的两个框架并列放置；

S05：采用送料装置同时将两个框架沿着外侧轨道和内侧轨道送至固晶机主体设备处进行固晶加工；

S06：重复上述步骤S01至S05，从而实现单排框架由单轨上料变为双轨自动上料。

其中，在所述双轨支撑组件上设置有检测装置，检测装置设置有分别位于所述外侧轨道和内侧轨道的上方的第一检测轴承和第二检测轴承；

所述第一检测轴承与外侧轨道之间的距离为第一检测通道，第二检测轴承与内侧轨道之间的距离为第二检测通道，所述第一检测通道的高度和第二检测通道的高度均大于单个框架的厚度，且小于两个框架的厚度之和；

在步骤S05中，当通过第一检测通道和/或通过第二检测通道的框架抵接第一检测轴承和/或第二检测轴承时，则触发报警。

本发明还提供一种固晶机，包括上述的半导体封装用双轨上料系统，还包括固晶机主体设备，所述固晶机主体设备设置于所述双轨支撑组件的出料端，所述送料装置用于同时将两个框架送至固晶机主体设备。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种半导体封装用双轨上料系统、上料方法及其固晶机，其采用放料仓装置、旋转取料装置、双轨支撑组件、送料装置、框架取放装置及搬运驱动装置配合动作，可以实现单排框架由单轨上料变为双轨循环自动上料；使固晶机设备实现对双轨上的两排框架同时进行固晶加工，提高了单排框架固晶加工的生产效率；其相对于现有的单轨上料和单轨生产方式，提高了50%的生产效率。

附图说明

图1本发明所述的固晶机的立体结构示意图。

图2为本发明隐藏固晶机主体设备、放料仓装置和搬运驱动装置后的立体结构示意图。

图3为本发明隐藏固晶机主体设备、放料仓装置和搬运驱动装置后另一视角的立体结构示意图。

图4为本发明所述的检测装置的立体结构示意图。

图5为本发明所述的框架取放装置的结构示意图。

图6为本发明所述的框架取放装置另一视角的立体结构示意图。

图7为本发明所述的框架取放装置的分解结构示意图。

图8为本发明所述的双轨支撑组件和检测装置的立体结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

参考图1至图8所示，本发明提供了一种半导体封装用双轨上料系统，包括放料仓装置2、设置于所述放料仓装置2出料端的旋转取料装置3、设置于所述旋转取料装置3一侧的双轨支撑组件4、用于对双轨支撑组件4上的框架进行送料的送料装置5、设置于所述双轨支撑组件4一侧的框架取放装置6及用于驱动框架取放装置6移动以搬运框架01的搬运驱动装置7；

所述双轨支撑组件4并列设置有靠近所述旋转取料装置3的外侧轨道41和靠近所述框架取放装置6的内侧轨道42；

所述旋转取料装置3用于将框架01从所述放料仓装置2的出料端转移到外侧轨道41上，所述框架取放装置6用于将外侧轨道41上的框架01搬运到内侧轨道42上，以得到并列放置的两个框架01；所述送料装置5同时将两个框架01沿着外侧轨道41和内侧轨道42推送以进行双轨上料。

具体的，所述搬运驱动装置7可以采用现有的现有的同步带机构、丝杆螺母机构、链轮链条机构、以及XY两轴驱动机构或者XYZ三轴驱动机构来实现，故不赘述。

实际运行过程中，人工将多个框架01堆叠放置于放料仓装置2内，采用放料仓装置2将框架01送至放料仓装置2的出料端；采用旋转取料装置3将放料仓装置2出料端的单个框架01转移到外侧轨道41上后；再采用搬运驱动装置7驱动框架取放装置6移动并将外侧轨道41上的该单个框架01搬运到内侧轨道42上；采用旋转取料装置3从放料仓装置2的出料端处将另一单个框架01转移到外侧轨道41上；并且使外侧轨道41和内侧轨道42上的两个框架01并列放置；采用送料装置5同时将两个框架01沿着外侧轨道41和内侧轨道42送至固晶机主体设备1处进行固晶加工；循环以上过程即可实现单排框架由单轨上料变为双轨循环自动上料；使固晶机设备实现对双轨上的两排框架01同时进行固晶加工，提高了单排框架固晶加工的生产效率。本半导体封装用双轨上料系统相对于现有的单轨上料和单轨生产，提高了50%的生产效率。

为了避免两片框架01重叠在外侧轨道41和/或内侧轨道42上被输送而造成故障和产品不良。本半导体封装用双轨上料系统还包括检测装置8，所述检测装置8用于检测所述外侧轨道41上和内侧轨道42上单次通行框架01的数量。具体的，所述检测装置8包括底座81、可转动地安装于底座81的摆臂82、设置于摆臂82一端的检测片83、设置于摆臂82另一端的芯轴84和拉力弹簧85、设置于底座81的弹簧安装件86和触发开关87、以及安装于所述芯轴84的第一检测轴承88和第二检测轴承89；

所述弹簧安装件86位于所述摆臂82的下方，所述触发开关87位于所述检测片83的下方；所述第一检测轴承88位于所述外侧轨道41的上方，所述第二检测轴承89位于所述内侧轨道42的上方；所述拉力弹簧85的一端与所述摆臂82连接，拉力弹簧85的另一端与所述弹簧安装件86连接。

使用时，设置第一检测轴承88与外侧轨道41之间的距离高度、以及设置第二检测轴承89与内侧轨道42的距离高度，使距离高度仅能够通过单个框架01。当两片框架01重叠通过时，该框架01就会抵接第一检测轴承88或者第二检测轴承89，从而使芯轴84克服拉力弹簧85的拉力向上抬起，进而使摆臂82装有检测片83的一端发生向下摆动，此时，触发开关87检测到检测片83后发出故障信号，便于对该故障进行及时处理。所述触发开关87可以采用现有的光电开关，故不赘述。

本检测装置8采用机械动作结合触发开关87进行检测，其设计巧妙，可靠性高，其相对采用视觉检测，本检测装置8不会受到框架01的结构和周围其他零部件结构的影响，可以实现多种不同结构和型号的框架01进行检测，同时，可以通过弹簧安装件86安装在底座81不同的位置，从而调节距离高度的大小。

本实施例中，所述框架取放装置6包括取放装置支座61、滑动安装于取放装置支座61的升降座62、安装于升降座62的弹性缓冲机构63、安装于取放装置支座61的升降驱动机构64及安装于所述升降座62的吸盘组件65；

所述弹性缓冲机构63包括活动设置于取放装置支座61的升降块631、与升降块631连接的连接芯轴632、设置于连接芯轴632下端的连接头633、套设于所述连接芯轴632的缓冲弹簧634及安装于取放装置支座61的弹簧抵接座635；

所述连接头633与所述升降座62连接，所述缓冲弹簧634的两端分别于弹簧抵接座635和连接头633抵接；所述升降驱动机构64用于抵接并推动所述升降块631向上移动。

具体的，所述升降驱动机构64可以采用气缸、电缸等现有机构来实现，其采用活塞杆从下往上抵接所述升降块631，从而使升降块631向上移动；所述吸盘组件65可以采用现有的真空吸盘或者电磁吸盘组件，故不赘述。

实际运行时，在搬运驱动装置7驱动框架取放装置6移动到框架01上方的过程中，所述升降驱动机构64推动升降块631向上移动，以使升降块631带动连接芯轴632、连接头633、升降座62和吸盘组件65整体向上移动到设定距离，此时，缓冲弹簧634被压缩；当吸盘组件65移动到框架01上方时，所述升降驱动机构64释放升降块631，缓冲弹簧634释放压缩并驱动升降块631带动连接芯轴632、连接头633、升降座62和吸盘组件65整体向下移动，吸盘组件65吸取或者放下框架01，从而实现对框架01柔性取放，其轻拿轻放的动作，从而避免碰伤框架01，以保证产品质量。

本实施例中，所述放料仓装置2包括倾斜放置的料仓21、活动设置于料仓21的料仓推料板22及用于驱动料仓推料板22将料仓21内的框架01推送至料仓21的出料端的料仓驱动机构23。具体的，所述料仓驱动机构23可以采用现有的同步带机构、丝杆螺母机构、链轮链条机构等线性驱动机构来实现，故不赘述。人工将多个框架01堆叠放置于料仓21内，采用料仓驱动机构23驱动料仓21推动多个框架01至料仓21的出料端，从而实现自动供料。

本实施例中，所述旋转取料装置3包括旋转轴31、安装于旋转轴31的取料架32、设置于取料架32的吸盘33及用于驱动旋转轴31转动的旋转取料驱动电机34；所述取料架32和吸盘33位于所述料仓21的出料端。

具体的，所述吸盘33可以采用现有的真空吸盘或者电磁吸盘件，故不赘述。工作时，所述旋转取料驱动电机34驱动旋转轴31带动取料架32和吸盘33转动，从而将料仓21出料端的多个框架01逐个取放至外侧轨道41上，实现对单个框架01自动转移，与所述放料仓装置2配合动作以实现自动上料。

本实施例中，所述送料装置5包括送料架51、设置于所述送料架51的两个送料推针52及用于驱动送料架51沿着双轨支撑组件4移动的送料架驱动机构53，所述两个送料推针52的下端分别位于所述外侧轨道41和内侧轨道42内。

具体的，所述送料架驱动机构53可以采用现有的同步带机构、丝杆螺母机构、链轮链条机构等线性驱动机构来实现，故不赘述。

工作时，当外侧轨道41和内侧轨道42上的两个框架01并列放置后，所述送料架驱动机构53驱动送料架51和两个送料推针52推着两个框架01沿着双轨支撑组件4的送料方向移送，从而同时将两个框架01送至固晶机主体设备1处进行固晶加工。

本发明还提供了一种半导体封装用双轨上料方法，其包括如下步骤：

S01：在双轨支撑组件4上相邻并列设置外侧轨道41和内侧轨道42，在外侧轨道41一侧设置放料仓装置2和旋转取料装置3；并在外侧轨道41对应的内侧轨道42一侧设置框架取放装置6和搬运驱动装置7；

S02：将多个框架01堆叠放置于放料仓装置2内，采用放料仓装置2将框架01送至放料仓装置2的出料端；

S03：采用旋转取料装置3将放料仓装置2出料端的单个框架01转移到外侧轨道41上后；再采用搬运驱动装置7驱动框架取放装置6移动并将外侧轨道41上的该单个框架01搬运到内侧轨道42上；

S04：采用旋转取料装置3从放料仓装置2的出料端处将另一单个框架01转移到外侧轨道41上；并且使外侧轨道41和内侧轨道42上的两个框架01并列放置；

S05：采用送料装置5同时将两个框架01沿着外侧轨道41和内侧轨道42送至固晶机主体设备1处进行固晶加工；

S06：重复上述步骤S01至S05，从而实现单排框架由单轨上料变为双轨自动上料。

本半导体封装用双轨上料方法通过循环以上过程即可实现单排框架由单轨上料变为双轨循环自动上料；使固晶机设备实现对双轨上的两排框架01同时进行固晶加工，提高了单排框架固晶加工的生产效率；其相对于现有的单轨上料和单轨生产，提高了50%的生产效率。

本实施例中，在所述双轨支撑组件4上设置有检测装置8，检测装置8设置有分别位于所述外侧轨道41和内侧轨道42的上方的第一检测轴承88和第二检测轴承89；

所述第一检测轴承88与外侧轨道41之间的距离为第一检测通道，第二检测轴承89与内侧轨道42之间的距离为第二检测通道，所述第一检测通道的高度和第二检测通道的高度均大于单个框架01的厚度，且小于两个框架01的厚度之和；

在步骤S05中，当通过第一检测通道和/或通过第二检测通道的框架01抵接第一检测轴承88和/或第二检测轴承89时，则触发报警，从而避免两片框架01重叠在外侧轨道41和/或内侧轨道42上被输送而造成故障和产品不良。

本发明还提供了一种固晶机，包括上述的半导体封装用双轨上料系统，还包括固晶机主体设备1，所述固晶机主体设备1设置于所述双轨支撑组件4的出料端，所述送料装置5用于同时将两个框架01送至固晶机主体设备1。

本固晶机可以实现单排框架由单轨上料变为双轨循环自动上料；使固晶机设备实现对双轨上的两排框架01同时进行固晶加工，提高了单排框架固晶加工的生产效率；其相对于现有的单轨上料和单轨生产的固晶机，提高了50%的生产效率。

以上所述，本发明涉及方案和方案的图示，只是为了描述本发明的实施办法，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种半导体封装用双轨上料系统，其特征在于：包括放料仓装置（2）、设置于所述放料仓装置（2）出料端的旋转取料装置（3）、设置于所述旋转取料装置（3）一侧的双轨支撑组件（4）、用于对双轨支撑组件（4）上的框架进行送料的送料装置（5）、设置于所述双轨支撑组件（4）一侧的框架取放装置（6）及用于驱动框架取放装置（6）移动以搬运框架（01）的搬运驱动装置（7）；

所述双轨支撑组件（4）并列设置有靠近所述旋转取料装置（3）的外侧轨道（41）和靠近所述框架取放装置（6）的内侧轨道（42）；

所述旋转取料装置（3）用于将框架（01）从所述放料仓装置（2）的出料端转移到外侧轨道（41）上，所述框架取放装置（6）用于将外侧轨道（41）上的框架（01）搬运到内侧轨道（42）上，以得到并列放置的两个框架（01）；所述送料装置（5）同时将两个框架（01）沿着外侧轨道（41）和内侧轨道（42）推送以进行双轨上料；

所述框架取放装置（6）包括取放装置支座（61）、滑动安装于取放装置支座（61）的升降座（62）、安装于升降座（62）的弹性缓冲机构（63）、安装于取放装置支座（61）的升降驱动机构（64）及安装于所述升降座（62）的吸盘组件（65）；

所述弹性缓冲机构（63）包括活动设置于取放装置支座（61）的升降块（631）、与升降块（631）连接的连接芯轴（632）、设置于连接芯轴（632）下端的连接头（633）、套设于所述连接芯轴（632）的缓冲弹簧（634）及安装于取放装置支座（61）的弹簧抵接座（635）；

所述连接头（633）与所述升降座（62）连接，所述缓冲弹簧（634）的两端分别于弹簧抵接座（635）和连接头（633）抵接；所述升降驱动机构（64）用于抵接并推动所述升降块（631）向上移动；

还包括检测装置（8），所述检测装置（8）用于检测所述外侧轨道（41）上和内侧轨道（42）上单次通行框架（01）的数量；

述检测装置（8）包括底座（81）、可转动地安装于底座（81）的摆臂（82）、设置于摆臂（82）一端的检测片（83）、设置于摆臂（82）另一端的芯轴（84）和拉力弹簧（85）、设置于底座（81）的弹簧安装件（86）和触发开关（87）、以及安装于所述芯轴（84）的第一检测轴承（88）和第二检测轴承（89）；

所述弹簧安装件（86）位于所述摆臂（82）的下方，所述触发开关（87）位于所述检测片（83）的下方；所述第一检测轴承（88）位于所述外侧轨道（41）的上方，所述第二检测轴承（89）位于所述内侧轨道（42）的上方，

所述拉力弹簧（85）的一端与所述摆臂（82）连接，拉力弹簧（85）的另一端与所述弹簧安装件（86）连接。

2.根据权利要求1所述一种半导体封装用双轨上料系统，其特征在于：所述放料仓装置（2）包括倾斜放置的料仓（21）、活动设置于料仓（21）的料仓推料板（22）及用于驱动料仓推料板（22）将料仓（21）内的框架（01）推送至料仓（21）的出料端的料仓驱动机构（23）。

3.根据权利要求2所述一种半导体封装用双轨上料系统，其特征在于：所述旋转取料装置（3）包括旋转轴（31）、安装于旋转轴（31）的取料架（32）、设置于取料架（32）的吸盘（33）及用于驱动旋转轴（31）转动的旋转取料驱动电机（34）；所述取料架（32）和吸盘（33）位于所述料仓（21）的出料端。

4.根据权利要求1所述一种半导体封装用双轨上料系统，其特征在于：所述送料装置（5）包括送料架（51）、设置于所述送料架（51）的两个送料推针（52）及用于驱动送料架（51）沿着双轨支撑组件（4）移动的送料架驱动机构（53），所述两个送料推针（52）的下端分别位于所述外侧轨道（41）和内侧轨道（42）内。

5.一种使用如权利要求1所述一种半导体封装用双轨上料系统的半导体封装用双轨上料方法，其特征在于：包括如下步骤：

S01：在双轨支撑组件（4）上相邻并列设置外侧轨道（41）和内侧轨道（42），在外侧轨道（41）一侧设置放料仓装置（2）和旋转取料装置（3）；并在外侧轨道（41）对应的内侧轨道（42）一侧设置框架取放装置（6）和搬运驱动装置（7）；

S02：将多个框架（01）堆叠放置于放料仓装置（2）内，采用放料仓装置（2）将框架（01）送至放料仓装置（2）的出料端；

S03：采用旋转取料装置（3）将放料仓装置（2）出料端的单个框架（01）转移到外侧轨道（41）上后；再采用搬运驱动装置（7）驱动框架取放装置（6）移动并将外侧轨道（41）上的该单个框架（01）搬运到内侧轨道（42）上；

S04：采用旋转取料装置（3）从放料仓装置（2）的出料端处将另一单个框架（01）转移到外侧轨道（41）上；并且使外侧轨道（41）和内侧轨道（42）上的两个框架（01）并列放置；

S05：采用送料装置（5）同时将两个框架（01）沿着外侧轨道（41）和内侧轨道（42）送至固晶机主体设备处进行固晶加工；

S06：重复上述步骤S01至S05，从而实现单排框架由单轨上料变为双轨自动上料。

6.根据权利要求5所述一种半导体封装用双轨上料方法，其特征在于：在所述双轨支撑组件（4）上设置有检测装置（8），检测装置（8）设置有分别位于所述外侧轨道（41）和内侧轨道（42）的上方的第一检测轴承（88）和第二检测轴承（89）；

所述第一检测轴承（88）与外侧轨道（41）之间的距离为第一检测通道，第二检测轴承（89）与内侧轨道（42）之间的距离为第二检测通道，所述第一检测通道的高度和第二检测通道的高度均大于单个框架（01）的厚度，且小于两个框架（01）的厚度之和；

在步骤S05中，当通过第一检测通道和/或通过第二检测通道的框架（01）抵接第一检测轴承（88）和/或第二检测轴承（89）时，则触发报警。

7.一种固晶机，其特征在于：包括权利要求1至4任意一项所述的半导体封装用双轨上料系统，还包括固晶机主体设备，所述固晶机主体设备设置于所述双轨支撑组件（4）的出料端，所述送料装置（5）用于同时将两个框架（01）送至固晶机主体设备。