CN117334622B - 一种用于功率器件的固晶分层输送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体输送机技术领域，特别涉及一种用于功率器件的固晶分层输送装置，包括第一输送带、第二输送带、第三输送带、第一操作台和第二操作台，所述第一输送带上输送有晶圆，通过真空吸盘对第一输送带上输送的晶圆进行吸附，通过第三电机带动第二蜗杆旋转，使第三齿轮带动真空吸盘旋转，使晶圆翻转至滴胶笔的端部，通过第一电机带动第一转轴旋转，使联动块带动滴胶笔同步旋转，通过第四电机带动丝杆旋转，使第一内螺纹块带动滴胶笔水平移动，使滴胶笔对晶圆的表面的不同位置进行均匀滴胶，该输送装置在对晶圆进行输送的同时，可对晶圆表面进行均匀滴胶操作，方便对晶圆与基板进行固定。

Description

一种用于功率器件的固晶分层输送装置
技术领域
本发明属于半导体输送机技术领域，特别涉及一种用于功率器件的固晶分层输送装置。
背景技术
半导体作为一种功率器件，晶圆与基板作为其主要元器件，在生产过程中需要进行固定封装，半导体封装是利用薄膜细微加工等技术将晶圆在基板上布局、固定及连接，并用可塑性绝缘介质灌封后形成电子产品的过程，目的是保护晶圆免受损伤，保证晶片的散热性能，以及实现电能和电信号的传输，确保系统正常工作，封装过程中需要先将晶圆正面（即晶圆上设置有焊盘的一面） 朝下贴附于基板上，然后进行引线键合，继而封装，目前的封装过程中需要分别从输送部上抓取基板和晶圆，然后将其堆叠贴合以便封装，封装过程中抓取机械手的程序已经设定，所以每次抓取运行路线确定，但是从输送部上输送来的基板和晶片的位置却不是每次都相同，所以机械手每次抓取都有可能存在误差，最终使得贴合的位置达不到最优，影响后续封装后的使用寿命，甚至可能在贴装过程中装贴误差过大，直接造成产品报废，增加生产成本。
经检索，现有技术中，申请号：CN202111253978.5，申请日：2021-10-27，公开了半导体封装用智能输送机系统，包括上料输送部、转运处理部以及卸料输送部；所述上料输送部用于将需要装贴在一起的基板和晶片同时输送至转运处理部内；所述转运处理部在接收到上料输送部输送的基板和晶片后，先校准基板和晶片贴装位置，在转运过程中保持基板和晶片始终处于贴装位置并完成贴装，在转运至卸料输送部位置时，将贴装完毕的基板和晶片输送至卸料输送部上。本申请能够在转运的过程中将晶片和基板进行堆叠贴装，然后将贴合好的半导体输送至下一生产线上，以便进行封装，提高生产效率。
但该装置仍存在以下缺陷：虽然能够在转运的过程中将晶片和基板进行堆叠贴装，然后将贴合好的半导体输送至下一生产线上，以便进行封装，提高生产效率。但是该装置无法对晶片进行滴胶操作，使晶片和基板输送过程中，易导致晶片的位置偏移或者掉落，影响晶片的固定与输送，且该装置在对晶片与基板进行贴装过程中，输送带需要暂停，影响晶片贴装与输送的效率。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种用于功率器件的固晶分层输送装置，包括第一输送带、第二输送带、第三输送带、第一操作台和第二操作台，所述第一输送带上输送有晶圆，所述第一输送带的端部与第一操作台相贴合，所述第一操作台上转动连接有转盘，所述转盘的中轴线中心处固定连接有转运机构，所述转运机构与晶圆活动卡接，所述第二操作台与第一操作台的端部相贴合，所述第二操作台上固定连接有第一支架，所述第一支架上安装有第一电机，所述第一电机的输出端传动连接有第一转轴，所述第一转轴的端部固定连接有滴胶机构，所述滴胶机构设置在第一输送带靠近第一操作台的一端的正上方；
所述第二输送带上输送有基板，所述第一操作台固定连接有第二支架，所述第二支架上转动连接有第一齿轮，所述第一齿轮的中轴线中心处固定连接有翻转机构，所述翻转机构与基板活动卡接。
进一步的，所述第二输送带设置在第一输送带的一侧，且所述第二输送带相对第一输送带的高度较高，所述第三输送带设置在第二输送带的正上方。
进一步的，所述第二支架的侧壁固定连接有两组第一固定板，两组所述第一固定板之间转动连接有第一蜗杆，一组所述第一固定板上固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端与第一蜗杆的端部传动连接，所述第一蜗杆与第一齿轮啮合连接。
进一步的，所述第一操作台的底端固定连接有第二固定板，所述第二固定板上固定连接有第一电动推杆，所述第一电动推杆的输出端传动连接有齿条，所述第一操作台的底端转动连接有第二转轴，所述第二转轴贯穿第一操作台，且所述第二转轴的一端与转盘的中轴线中心处固定连接。
进一步的，所述第二转轴的另一端固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮与齿条啮合连接，所述齿条上固定连接有限位栓，所述第一操作台的底端开设有限位槽，所述限位槽与限位栓活动贴合。
进一步的，所述转运机构包括第三支架，所述第三支架的底端与第一操作台固定连接，所述第三支架上固定连接有两组第三固定板，两组所述第三固定板之间转动连接有第二蜗杆，一组所述第三固定板上固定连接有第三电机，所述第三电机的输出端与第二蜗杆的端部传动连接。
进一步的，所述第三支架上转动连接有第三转轴，所述第三转轴的一端固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮与第二蜗杆啮合连接，所述第三转轴的另一端贯穿第三支架，且所述第三转轴的另一端固定连接有限位盘，所述限位盘的中轴线中心处固定连接有联动架，所述联动架上固定连接有第二电动推杆，所述第二电动推杆的输出端传动连接有真空吸盘，所述真空吸盘上连通有真空泵，所述真空吸盘与晶圆活动卡接。
进一步的，所述滴胶机构包括联动块，所述联动块的中轴线中心处与第一转轴的端部固定连接，所述联动块上开设有第一丝杆槽，所述第一丝杆槽的内壁转动连接有丝杆，所述联动块上固定连接有第四电机，所述第四电机的输出端与丝杆的端部传动连接，所述丝杆上螺纹连接有第一内螺纹块，所述第一内螺纹块上固定连接有滴胶笔。
进一步的，所述翻转机构包括翻转架，所述翻转架的端部固定连接有第四转轴，所述第四转轴贯穿第二支架，且所述第四转轴的端部与第一齿轮的中轴线中心处固定连接，所述翻转架的另一端固定连接有第五电机，所述翻转架上开设有第二丝杆槽，所述第二丝杆槽的内壁转动连接有双向丝杆，所述双向丝杆的端部与第五电机的输出端传动连接。
进一步的，所述双向丝杆上螺纹连接有两组第二内螺纹块，两组所述第二内螺纹块以双向丝杆的中轴线为中心呈对称分布，两组所述第二内螺纹块上均固定连接有夹持爪，两组所述夹持爪分别与基板的两端活动卡接。
本发明的有益效果是：
1、通过真空吸盘对第一输送带上输送的晶圆进行吸附，通过第三电机带动第二蜗杆旋转，使第三齿轮带动真空吸盘旋转，使晶圆翻转至滴胶笔的端部，通过第一电机带动第一转轴旋转，使联动块带动滴胶笔同步旋转，通过第四电机带动丝杆旋转，使第一内螺纹块带动滴胶笔水平移动，使滴胶笔对晶圆的表面的不同位置进行均匀滴胶，该输送装置在对晶圆进行输送的同时，可对晶圆表面进行均匀滴胶操作，方便对晶圆与基板进行固定。
2、通过限位栓与限位槽活动贴合，使齿条卡接在第一操作台的底端，通过第一电动推杆带动齿条移动，使第二齿轮旋转，使转盘带动转运机构旋转，使真空吸盘带动完成滴胶的晶圆旋转至基板的正下方，通过第二电动推杆带动真空吸盘向上移动，使晶圆粘合在基板的底端，通过关闭真空泵，使晶圆脱离真空吸盘，通过第一电动推杆带动齿条反向移动，使转运机构旋转至初始位置，进行下一组晶圆的滴胶与转运操作，该装置可使晶圆与基板进行循环固定与转运操作，提升晶圆输送与固定的效率。
3、通过设置双向丝杆，且使两组夹持爪以双向丝杆的中轴线为中心呈对称分布，使夹持的基板的中轴线与双向丝杆的中轴线重合，通过使联动架旋转至翻转机构的正下方时，使吸盘吸附的晶圆的中轴线与基板的中轴线重合，提升了晶圆与基板粘合的精准度。
4、通过第二电机带动第一蜗杆转动，使第一齿轮带动翻转机构旋转，使两组夹持爪带动粘合完成的基板与晶圆翻转至第三输送带的端部，通过第五电机带动双向丝杆旋转，使两组第二内螺纹块带动两组夹持爪向相反方向移动，使粘合完成的基板与晶圆脱离两组夹持爪，且放至第三输送带上进行输送，通过第二电机带动第一蜗杆反向转动，使第一齿轮带动翻转机构旋转，使两组夹持爪返回初始位置，对下一组基板进行夹持操作，该装置采取分层输送的方式，使晶圆与基板固定后无需人工操作能快速进行输送，该装置自动化程度高，减轻工人的工作量。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的主体结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例的晶圆滴胶状态主体结构示意图；
图3示出了根据本发明实施例的晶圆基板粘贴状态主体结构示意图；
图4示出了根据本发明实施例的翻转机构翻转后主体结构示意图；
图5示出了根据本发明实施例的第一操作台底部结构示意图；
图6示出了根据本发明实施例的第一操作台底部结构剖视图；
图7示出了根据本发明实施例的转运机构结构示意图；
图8示出了根据本发明实施例的滴胶机构结构示意图；
图9示出了根据本发明实施例的翻转机构结构示意图。
图中：1、第一输送带；2、第二输送带；3、第三输送带；4、晶圆；5、第一操作台；6、转盘；7、转运机构；701、第三支架；702、第三固定板；703、第二蜗杆；704、第三电机；705、第三转轴；706、第三齿轮；707、限位盘；708、联动架；709、第二电动推杆；710、真空吸盘；8、第二操作台；9、第一支架；10、第一电机；11、第一转轴；12、滴胶机构；121、联动块；122、第一丝杆槽；123、第四电机；124、丝杆；125、第一内螺纹块；126、滴胶笔；13、第二支架；14、第一齿轮；15、翻转机构；151、翻转架；152、第二丝杆槽；153、第五电机；154、双向丝杆；155、第二内螺纹块；156、夹持爪；157、第四转轴；16、基板；17、第一固定板；18、第二电机；19、第一蜗杆；20、第二固定板；21、第一电动推杆；22、齿条；23、第二齿轮；24、第二转轴；25、限位栓；26、限位槽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
本发明实施例提供了一种用于功率器件的固晶分层输送装置，包括第一输送带1、第二输送带2、第三输送带3、第一操作台5和第二操作台8；示例性的，如图1-6所示。
所述第一输送带1上输送有晶圆4，所述第一输送带1的端部与第一操作台5相贴合，所述第二输送带2设置在第一输送带1的一侧，且所述第二输送带2相对第一输送带1的高度较高，所述第三输送带3设置在第二输送带2的正上方，所述第一操作台5上转动连接有转盘6，所述转盘6的中轴线中心处固定连接有转运机构7，所述转运机构7与晶圆4活动卡接，所述第二操作台8与第一操作台5的端部相贴合，所述第二操作台8上固定连接有第一支架9，所述第一支架9上安装有第一电机10，所述第一电机10的输出端传动连接有第一转轴11，所述第一转轴11的端部固定连接有滴胶机构12，所述滴胶机构12设置在第一输送带1靠近第一操作台5的一端的正上方；
所述第二输送带2上输送有基板16，所述第一操作台5固定连接有第二支架13，所述第二支架13上转动连接有第一齿轮14，所述第一齿轮14的中轴线中心处固定连接有翻转机构15，所述翻转机构15与基板16活动卡接，所述第二支架13的侧壁固定连接有两组第一固定板17，两组所述第一固定板17之间转动连接有第一蜗杆19，一组所述第一固定板17上固定连接有第二电机18，所述第二电机18的输出端与第一蜗杆19的端部传动连接，所述第一蜗杆19与第一齿轮14啮合连接；
所述第一操作台5的底端固定连接有第二固定板20，所述第二固定板20上固定连接有第一电动推杆21，所述第一电动推杆21的输出端传动连接有齿条22，所述第一操作台5的底端转动连接有第二转轴24，所述第二转轴24贯穿第一操作台5，且所述第二转轴24的一端与转盘6的中轴线中心处固定连接，所述第二转轴24的另一端固定连接有第二齿轮23，所述第二齿轮23与齿条22啮合连接，所述齿条22上固定连接有限位栓25，所述第一操作台5的底端开设有限位槽26，所述限位槽26与限位栓25活动贴合。
所述转运机构7包括第三支架701；示例性的，如图7所示。
所述第三支架701的底端与第一操作台5固定连接，所述第三支架701上固定连接有两组第三固定板702，两组所述第三固定板702之间转动连接有第二蜗杆703，一组所述第三固定板702上固定连接有第三电机704，所述第三电机704的输出端与第二蜗杆703的端部传动连接，所述第三支架701上转动连接有第三转轴705，所述第三转轴705的一端固定连接有第三齿轮706，所述第三齿轮706与第二蜗杆703啮合连接，所述第三转轴705的另一端贯穿第三支架701，且所述第三转轴705的另一端固定连接有限位盘707，所述限位盘707的中轴线中心处固定连接有联动架708，所述联动架708上固定连接有第二电动推杆709，所述第二电动推杆709的输出端传动连接有真空吸盘710，所述真空吸盘710上连通有真空泵，所述真空吸盘710与晶圆4活动卡接。
所述滴胶机构12包括联动块121；示例性的，如图8所示。
所述联动块121的中轴线中心处与第一转轴11的端部固定连接，所述联动块121上开设有第一丝杆槽122，所述第一丝杆槽122的内壁转动连接有丝杆124，所述联动块121上固定连接有第四电机123，所述第四电机123的输出端与丝杆124的端部传动连接，所述丝杆124上螺纹连接有第一内螺纹块125，所述第一内螺纹块125上固定连接有滴胶笔126。
所述翻转机构15包括翻转架151；示例性的，如图9所示。
所述翻转架151的端部固定连接有第四转轴157，所述第四转轴157贯穿第二支架13，且所述第四转轴157的端部与第一齿轮14的中轴线中心处固定连接，所述翻转架151的另一端固定连接有第五电机153，所述翻转架151上开设有第二丝杆槽152，所述第二丝杆槽152的内壁转动连接有双向丝杆154，所述双向丝杆154的端部与第五电机153的输出端传动连接，所述双向丝杆154上螺纹连接有两组第二内螺纹块155，两组所述第二内螺纹块155以双向丝杆154的中轴线为中心呈对称分布，两组所述第二内螺纹块155上均固定连接有夹持爪156，两组所述夹持爪156分别与基板16的两端活动卡接。
利用本发明提出的一种用于功率器件的固晶分层输送装置，其工作原理如下：
通过第二电动推杆709调节真空吸盘710距离第一输送带1的高度，通过真空泵带动真空吸盘710对第一输送带1上输送的晶圆4进行吸附，通过第三电机704带动第二蜗杆703旋转，使第三齿轮706带动限位盘707同步旋转，使真空吸盘710带动晶圆4翻转，通过滴胶机构12对晶圆4的表面进行滴胶操作。
通过限位栓25与限位槽26活动贴合，使齿条22移动过程中更加稳定，通过第一电动推杆21带动齿条22移动，使第二齿轮23旋转，使转盘6带动转运机构7旋转，使真空吸盘710带动完成滴胶的晶圆4旋转至基板16的正下方，通过第二电动推杆709带动真空吸盘710向上移动，使晶圆4粘合在基板16的底端，通过关闭真空泵，使晶圆4脱离真空吸盘710，通过第一电动推杆21带动齿条22反向移动，使转运机构7旋转至初始位置，进行下一组晶圆4的滴胶与转运操作。
通过第一电机10带动第一转轴11旋转，使联动块121带动滴胶笔同步旋转，通过第四电机123带动丝杆124旋转，使第一内螺纹块125带动滴胶笔126水平移动，使滴胶笔126对晶圆4的表面的不同位置进行均匀滴胶。
通过第二电机18带动第一蜗杆19转动，使第一齿轮14带动翻转机构15旋转，使两组夹持爪156带动粘合完成的基板16与晶圆4翻转至第三输送带3的端部，通过第五电机153带动双向丝杆154旋转，使两组第二内螺纹块155带动两组夹持爪156向相反方向移动，使粘合完成的基板16与晶圆4脱离两组夹持爪156，且放至第三输送带3上进行输送，通过第二电机18带动第一蜗杆19反向转动，使第一齿轮14带动翻转机构15旋转，使两组夹持爪156返回初始位置，对下一组基板16进行夹持操作。
通过设置双向丝杆154，且使两组夹持爪156以双向丝杆154的中轴线为中心呈对称分布，使夹持的基板16的中轴线与双向丝杆154的中轴线重合，通过使联动架708旋转至翻转机构15的正下方时，使真空吸盘710吸附的晶圆4的中轴线与基板16的中轴线重合，使晶圆4与基板16粘合时更加精准。
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 (8)

1.一种用于功率器件的固晶分层输送装置，包括第一输送带（1）、第二输送带（2）、第三输送带（3）、第一操作台（5）和第二操作台（8）,其特征在于：所述第一输送带（1）上输送有晶圆（4），所述第一输送带（1）的端部与第一操作台（5）相贴合，所述第一操作台（5）上转动连接有转盘（6），所述转盘（6）的中轴线中心处固定连接有转运机构（7），所述转运机构（7）与晶圆（4）活动卡接，所述第二操作台（8）与第一操作台（5）的端部相贴合，所述第二操作台（8）上固定连接有第一支架（9），所述第一支架（9）上安装有第一电机（10），所述第一电机（10）的输出端传动连接有第一转轴（11），所述第一转轴（11）的端部固定连接有滴胶机构（12），所述滴胶机构（12）设置在第一输送带（1）靠近第一操作台（5）的一端的正上方；
所述第二输送带（2）上输送有基板（16），所述第一操作台（5）固定连接有第二支架（13），所述第二支架（13）上转动连接有第一齿轮（14），所述第一齿轮（14）的中轴线中心处固定连接有翻转机构（15），所述翻转机构（15）与基板（16）活动卡接；
所述滴胶机构（12）包括联动块（121），所述联动块（121）的中轴线中心处与第一转轴（11）的端部固定连接，所述联动块（121）上开设有第一丝杆槽（122），所述第一丝杆槽（122）的内壁转动连接有丝杆（124），所述联动块（121）上固定连接有第四电机（123），所述第四电机（123）的输出端与丝杆（124）的端部传动连接，所述丝杆（124）上螺纹连接有第一内螺纹块（125），所述第一内螺纹块（125）上固定连接有滴胶笔（126）；
所述翻转机构（15）包括翻转架（151），所述翻转架（151）的端部固定连接有第四转轴（157），所述第四转轴（157）贯穿第二支架（13），且所述第四转轴（157）的端部与第一齿轮（14）的中轴线中心处固定连接，所述翻转架（151）的另一端固定连接有第五电机（153），所述翻转架（151）上开设有第二丝杆槽（152），所述第二丝杆槽（152）的内壁转动连接有双向丝杆（154），所述双向丝杆（154）的端部与第五电机（153）的输出端传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的固晶分层输送装置，其特征在于：所述第二输送带（2）设置在第一输送带（1）的一侧，且所述第二输送带（2）相对第一输送带（1）的高度较高，所述第三输送带（3）设置在第二输送带（2）的正上方。
3.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的固晶分层输送装置，其特征在于：所述第二支架（13）的侧壁固定连接有两组第一固定板（17），两组所述第一固定板（17）之间转动连接有第一蜗杆（19），一组所述第一固定板（17）上固定连接有第二电机（18），所述第二电机（18）的输出端与第一蜗杆（19）的端部传动连接，所述第一蜗杆（19）与第一齿轮（14）啮合连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的固晶分层输送装置，其特征在于：所述第一操作台（5）的底端固定连接有第二固定板（20），所述第二固定板（20）上固定连接有第一电动推杆（21），所述第一电动推杆（21）的输出端传动连接有齿条（22），所述第一操作台（5）的底端转动连接有第二转轴（24），所述第二转轴（24）贯穿第一操作台（5），且所述第二转轴（24）的一端与转盘（6）的中轴线中心处固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于功率器件的固晶分层输送装置，其特征在于：所述第二转轴（24）的另一端固定连接有第二齿轮（23），所述第二齿轮（23）与齿条（22）啮合连接，所述齿条（22）上固定连接有限位栓（25），所述第一操作台（5）的底端开设有限位槽（26），所述限位槽（26）与限位栓（25）活动贴合。
6.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的固晶分层输送装置，其特征在于：所述转运机构（7）包括第三支架（701），所述第三支架（701）的底端与第一操作台（5）固定连接，所述第三支架（701）上固定连接有两组第三固定板（702），两组所述第三固定板（702）之间转动连接有第二蜗杆（703），一组所述第三固定板（702）上固定连接有第三电机（704），所述第三电机（704）的输出端与第二蜗杆（703）的端部传动连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于功率器件的固晶分层输送装置，其特征在于：所述第三支架（701）上转动连接有第三转轴（705），所述第三转轴（705）的一端固定连接有第三齿轮（706），所述第三齿轮（706）与第二蜗杆（703）啮合连接，所述第三转轴（705）的另一端贯穿第三支架（701），且所述第三转轴（705）的另一端固定连接有限位盘（707），所述限位盘（707）的中轴线中心处固定连接有联动架（708），所述联动架（708）上固定连接有第二电动推杆（709），所述第二电动推杆（709）的输出端传动连接有真空吸盘（710），所述真空吸盘（710）上连通有真空泵，所述真空吸盘（710）与晶圆（4）活动卡接。
8.根据权利要求1所述的一种用于功率器件的固晶分层输送装置，其特征在于：所述双向丝杆（154）上螺纹连接有两组第二内螺纹块（155），两组所述第二内螺纹块（155）以双向丝杆（154）的中轴线为中心呈对称分布，两组所述第二内螺纹块（155）上均固定连接有夹持爪（156），两组所述夹持爪（156）分别与基板（16）的两端活动卡接。
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