CN117594496B - 一种半导体引线框架移动预热机构及预热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于自动封装设备技术领域，提供了一种半导体引线框架移动预热机构及预热方法，其中装置包括框架组件、升降气缸、预热组件、压板组件、机械手组件和升降板。本发明通过采用框架组件，通过底板、侧板和活动板集成了预热组件、机械手组件和压板组件等结构，使引线框架在预热过程可以在框架组件内完成，减少了机械手组件的行程，避免热量丧失；本发明的活动板可以相对侧板进行活动，在抓取工件时活动板可以带动机械手组件移动至引线框架上方，然后抓取引线框架，整个抓取流程周期短，提高工作效率；本发明的压板组件和预热组件均设置了隔热板，通过隔热板可以减少不必要的热交换，进一步提高了对引线框架的保温效果。

Description

一种半导体引线框架移动预热机构及预热方法
技术领域
本发明属于自动封装设备技术领域，特别涉及一种半导体引线框架移动预热机构及预热方法。
背景技术
自动封装系统工作过程中，其中一个重要步骤是在引线框架投放至模具前，对引线框架进行预热，防止引线框架从常温（约20°）状态直接投放至高温模具（约175°）中，由于温度骤变、加热不均匀等原因，导致框架变形或者影响芯片结构的稳定性，最终影响封装产品的质量。同时，一次性预热和抓取投放至模具中的引线框架条数越多，即单模包封的引线框架数量越多，则生产效率越高、时间和能源成本越低。
当前，常规自动封装系统引线框架预热方式为固定预热，一次预热2条引线框架，即引线框架从上料料盒推出，运送至固定的预热台上，完成预热后，由机械手抓取放入模具中，其缺点是:引线框架需在固定预热台上完成预热后，机械手才能抓取，且机械手抓取引线框架后，至投放到模具中的这段时间，引线框架没有隔热保温装置，冷却速度较快。
发明内容
为了解决背景技术中至少一个问题，本发明提出一种半导体引线框架移动预热机构及预热方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种半导体引线框架移动预热机构，包括：
框架组件，设置有底板、侧板和活动板，所述底板与侧板固定连接，所述活动板与侧板滑动连接，且所述活动板与底板相互平行；
所述底板表面安装有若干预热组件；
所述预热组件安装在底板上，设置有预热座，所述预热座用于对工件进行预热；
压板组件，安装在升降板下表面，设置有压板，所述压板位于预热座正上方，用于压住工件；
机械手组件，设置有若干组，安装在升降板上表面，用于抓取工件；
所述升降板与活动板滑动配合，用于带动机械手组件和压板组件靠近或远离预热组件。
优选地，所述底板与侧板相互垂直，且通过焊接进行连接，焊接处设置有筋板；
所述侧板设置有两个，且以底板为中心对称安装。
优选地，在预热组件中，以所述预热座为起点，依次层叠设置有垫板和加热板，所述加热板内置有加热片；
沿所述加热板的周侧还安装有第一隔热板；
所述预热座的侧面还固定连接有挡片，所述挡片延伸至加热板侧面且与加热板固定连接。
优选地，所述预热组件还包括：
第一连接板，固定安装在加热板底部，且与第一隔热板固定连接；
安装座，固定安装在底板表面；
第一导向轴，穿过所述安装座与底板滑动配合；
第一弹簧，安装在第一连接板与安装座之间，用于预热组件的回弹复位。
优选地，所述压板组件包括：
依次层叠设置的压板、第二隔热板和第二连接板；
所述第二连接板表面包覆有罩板；
所述罩板表面还固定连接有第二导向轴；
所述第二导向轴与升降板滑动连接。
优选地，所述第二导向轴远离罩板的一端设置有垫片，用于限制第二导向轴的位移距离。
优选地，每组所述机械手组件包括两个对称的抓手模块；
所述抓手模块包括第一转轴、轴套、机械爪和两个第二转臂、支座、第二转轴和基板；
所述基板安装在升降板表面；
所述第一转轴两端转动连接有轴支撑块，所述轴支撑块固定安装在基板表面；
所述第二转轴一端与轴支撑块转动连接，另一端与支座转动连接，所述支座固定安装在基板表面；
所述第一转轴的长度大于第二转轴且与第二转轴平行；
若干所述轴套分别套设在第一转轴和第二转轴上；
若干所述机械爪固定安装在第一转轴506和第二转轴5011上；
所述两个第二转臂之间铰接，且远离铰接处的一端分别与第一转轴和第二转轴固定连接。
优选地，在所述机械手组件中，对称的抓手模块之间设置有两个对称的第一转臂；
所述第一转臂一端与第一转轴一端固定连接；
对称的第一转臂之间设置有限位块，所述限位块与基板为一体式结构，用于机械手组件夹取工件后挡住第一转臂；
所述第一转臂远离第一转轴的一端安装有拉杆；
对称的拉杆之间连接有第二弹簧；
所述第一转臂上还安装有凸轮随动件，用于与机械手组件中的夹紧气缸传动连接。
优选地，还包括升降气缸，所述升降气缸通过支架与侧板固定连接，且气缸轴与升降板固定连接。
一种预热方法，用于上述的一种半导体引线框架移动预热机构，包括以下步骤：
控制活动板沿X轴方向滑动，带动机械手组件及升降板移动至待预热的工件上方；
通过若干机械手组件抓取若干工件，且压板与工件相抵；
控制升降板沿Z轴移动，使其往预热座靠近，直至工件与预热座相抵；
通过预热组件对工件预热；
框架组件整体滑动至投放工件位置后，机械手组件将预热后的工件移出移动预热机构。
本发明的有益效果：
1、本发明通过采用框架组件，通过底板、侧板和活动板集成了预热组件、机械手组件和压板组件等结构，使引线框架的预热过程可以在框架组件内完成，预热座跟随机械手组件运动，及在搬运工件至投放位置的这个过程中，工件始终没有脱离预热座，避免热量丧失，起到保温作用；
2、本发明的活动板可以相对侧板进行活动，在抓取工件时活动板可以带动机械手组件移动至引线框架上方，然后抓取引线框架，整个抓取流程周期短，可以有效减少机械手组件的行程，提高工作效率；
3、本发明的压板组件和预热组件均设置了隔热板，通过隔热板可以减少不必要的热交换，进一步提高了对引线框架的保温效果。
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示出了本发明的一种半导体引线框架移动预热机构的结构示意图；
图2示出了本发明的框架组件的结构示意图；
图3示出了本发明的预热组件的结构示意图；
图4示出了本发明的压板组件的结构示意图；
图5示出了本发明的机械手组件的结构示意图。
图中：1、框架组件；101、底板；102、侧板；103、活动板；2、升降气缸；3、预热组件；301、预热座；302、挡片；303、垫板；304、加热板；305、第一隔热板；306、第一弹簧；307、加热片；308、第一连接板；309、安装座；3010、第一导向轴；4、压板组件；401、压板；402、第二隔热板；403、第二连接板；404、罩板；405、第二导向轴；406、垫片；5、机械手组件；501、轴支撑块；502、第一转臂；503、第二弹簧；504、拉杆；505、凸轮随动件；506、第一转轴；507、轴套；508、机械爪；509、第二转臂；5010、支座；5011、第二转轴；5012、基板；5013、限位块；6、升降板。
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。
一种半导体引线框架移动预热机构，如图1所示包括：框架组件1、升降气缸2、预热组件3、压板组件4、机械手组件5和升降板6。
如图2所示，框架组件1设置有底板101、侧板102和活动板103。其中底板101为支撑板，预热组件3固定安装在其表面。侧板102设置有两个，分别通过筋板焊接在底板101的两端，以底板101为中心对称设置。活动板103则通过导轨滑块结构（或齿轮与齿条配合）与侧板102滑动连接（或轮齿啮合），以空间上的XYZ坐标为例，其滑动方向为X轴方向。
另外，在图1中底板101与侧板102相互垂直设置，与活动板103平行设置。因此框架组件1本身构成一个相对封闭的空间，然后将升降气缸2、预热组件3、压板组件4、机械手组件5和升降板6等装置集成在框架组件1中，在对工件进行预热的过程中，流程均在框架组件1中完成，避免了热量流失。
进一步地，结合图1和图3可知，预热组件3一共设置有四组，即该组件可以同时对四个工件进行预热工作。具体地，如图3所示，在预热组件3中，以预热座301为起点，依次层叠设置有垫板303和加热板304，加热板304内置有加热片307，另外沿加热板304的周侧还安装有第一隔热板305；而且预热座301的侧面还固定连接有挡片302，挡片302延伸至加热板304侧面且与加热板304固定连接。
需要说明的是，在上述结构中，加热片307产生的热量充满整个加热板304，然后热量通过热传递传导至预热座301，最后通过预热座301给工件进行预热。另外，第一隔热板305可以有效防止加热板304的热量散发。
进一步地，在图3中，预热组件3还包括第一弹簧306、第一连接板308、安装座309和第一导向轴3010。其中，第一连接板308固定安装在加热板304底部，且与第一隔热板305固定连接；安装座309固定安装在底板101表面；第一导向轴3010穿过安装座309与底板101滑动配合；第一弹簧306则安装在第一连接板308与安装座309之间，用于预热组件3的回弹复位。
需要说明的是，在上述结构中，当压板组件4下压后，预热组件3可以在压力作用下沿Z轴移动，此时第一弹簧306会被逐渐压缩，当预热完成后，压板组件4上移，整个预热组件3在第一弹簧306的作用下回弹复位，保证引线框架（工件）受力平稳、均匀，引线框架上焊接的芯片和金线不会受到损伤、塌线。另外在预热组件3中，为了防止第一导向轴3010过度下滑，可以在底板101下侧增加限位垫块；或者底板101表面开槽，限制第一导向轴3010穿过。
进一步地，压板组件4安装在升降板6下表面，设置有压板401，压板401位于预热座301正上方，用于压住工件。具体如图4所示，压板组件4还包括：依次层叠设置的压板401、第二隔热板402和第二连接板403，其中第二连接板403表面包覆有罩板404，罩板404表面还固定连接有第二导向轴405；另外第二导向轴405与升降板6滑动连接，而且其远离罩板404的一端设置有垫片406，用于限制第二导向轴405的位移距离。
进一步地，机械手组件5安装在升降板6上表面，用于抓取工件。具体地，如图5所示，每组机械手组件5包括两个对称的抓手模块；其中抓手模块包括第一转轴506、轴套507、机械爪508和两个第二转臂509、支座5010、第二转轴5011和基板5012。其中基板5012安装在升降板6表面，第一转轴506两端转动连接有轴支撑块501，轴支撑块501固定安装在基板5012表面；第二转轴5011一端与轴支撑块501转动连接，另一端与支座5010转动连接，支座5010固定安装在基板5012表面；第一转轴506的长度大于第二转轴5011且与第二转轴5011平行；若干轴套507分别套设在第一转轴506和第二转轴5011上；若干机械爪508固定安装在第一转轴506和第二转轴5011上；两个第二转臂509之间铰接，且远离铰接处的一端分别与第一转轴506和第二转轴5011固定连接。另外在机械手组件5中，对称的抓手模块之间设置有两个对称的第一转臂502；第一转臂502一端与第一转轴506一端固定连接，对称的第一转臂502之间设置有限位块5013，限位块5013与基板5012为一体式结构，用于机械手组件5夹取工件后挡住第一转臂502；第一转臂502远离第一转轴506的一端安装有拉杆504；对称的拉杆504之间连接有第二弹簧503；第一转臂502上还安装有凸轮随动件505，用于与机械手组件5中的夹紧气缸传动连接。
需要说明的是，图5中的机械手组件5处于夹紧状态，在抓取工件时，通过夹紧气缸带动凸轮随动件505往两侧移动，然后第一转臂502就会远离限位块5013，第二弹簧503此时处于拉伸状态。同时第一转臂502会带动第一转轴506转动，同时第一转轴506通过第二转臂509带动第二转轴5011转动。随后机械爪508随第一转轴506和第二转轴5011往外侧张开，然后移动到工件处。接着夹紧气缸停止工作，被拉伸的第二弹簧503复位，直至第一转臂502与限位块5013相抵，此时机械爪508复位，夹紧工件。
需要说明的是，机械手组件5设置有滑轨，可前后滑动，同时设置有气缸，可实现上下运动；引线框架（工件）从料盒推出、摆放至中转台后，机械手组件5向前（X轴方向）滑出至中转台上方，一次性抓取4条引线框架，向后滑回；然后气缸动作，抓手带着引线框架向下运动，直至引线框架与预热座301接触，引线框架开始预热，预热至合适温度后，气缸收回，抓手带着引线框架向上运动，脱离预热座301，完成预热，随后机械手将预热好的引线框架投放至模具中，在此投递过程中，由于引线框架上部有压板401和第二隔热板402，且抓手进入模具行程非常短，引线框架热量损失极小，使引线框架及芯片、金线性能更加稳定，进而保证产品的质量。
进一步地，升降板6与活动板103滑动配合，用于带动机械手组件5和压板组件4靠近或远离预热组件3。
进一步地，升降气缸2通过支架与侧板102固定连接，且气缸轴与升降板6固定连接。
需要说明的是，升降气缸2上的气缸上下伸缩时，可以带动升降板6及安装于其上的机械手组件5沿Z轴上下运动。机械手组件5抓取引线框架后，气缸伸出，带动压板组件4向下运动，与预热组件3贴紧，从而实现对引线框架的加热；预热组件3底部的第一弹簧306，可以防止贴紧时对引线框架进行刚性压缩，实现对引线框架的保护。
一种预热方法，用于上述的一种半导体引线框架移动预热机构，其预热的工件为引线框架，包括以下步骤：
S1：控制活动板103沿X轴方向滑动，带动机械手组件5及升降板6移动至待预热的工件上方；S2：通过若干机械手组件5抓取若干工件，且压板401与工件相抵；S3：控制升降板6沿Z轴移动，使其往预热座301靠近，直至工件与预热座301相抵；S4：通过预热组件3对工件预热；S5：框架组件1整体滑动至投放工件位置后，机械手组件5将预热后的工件移出移动预热机构。
需要说明的是，在S4中，机械手组件5和预热组件3进行预热过程中，整个框架组件1是可以移动的，其作用是在进行下个工序之前，保证引线框架一直处于预热状态。而传统的技术方案中，预热设备未固定结构，无法像框架组件1一样移动至下个工序的位置。
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)

1.一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，包括：
框架组件（1），设置有底板（101）、侧板（102）和活动板（103），所述底板（101）与侧板（102）固定连接，所述活动板（103）与侧板（102）滑动连接，且所述活动板（103）与底板（101）相互平行；
所述底板（101）表面安装有若干预热组件（3）；
所述预热组件（3）安装在底板（101）上，设置有预热座（301），所述预热座（301）用于对工件进行预热；
压板组件（4），安装在升降板（6）下表面，设置有压板（401），所述压板（401）位于预热座（301）正上方，用于压住工件；
机械手组件（5），设置有若干组，安装在升降板（6）上表面，用于抓取工件；
所述升降板（6）与活动板（103）滑动配合，用于带动机械手组件（5）和压板组件（4）靠近或远离预热组件（3）；
预热完成后，所述框架组件（1）用于整体滑动至投放工件位置，在投放工件之前使预热座（301）始终对工件进行预热。
2.根据权利要求1所述的一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，所述底板（101）与侧板（102）相互垂直，且通过焊接进行连接，焊接处设置有筋板；
所述侧板（102）设置有两个，且以底板（101）为中心对称安装。
3.根据权利要求1所述的一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，在预热组件（3）中，以所述预热座（301）为起点，依次层叠设置有垫板（303）和加热板（304），所述加热板（304）内置有加热片（307）；
沿所述加热板（304）的周侧还安装有第一隔热板（305）；
所述预热座（301）的侧面还固定连接有挡片（302），所述挡片（302）延伸至加热板（304）侧面且与加热板（304）固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，所述预热组件（3）还包括：
第一连接板（308），固定安装在加热板（304）底部，且与第一隔热板（305）固定连接；
安装座（309），固定安装在底板（101）表面；
第一导向轴（3010），穿过所述安装座（309）与底板（101）滑动配合；
第一弹簧（306），安装在第一连接板（308）与安装座（309）之间，用于预热组件（3）的回弹复位。
5.根据权利要求1所述的一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，所述压板组件（4）包括：
依次层叠设置的压板（401）、第二隔热板（402）和第二连接板（403）；
所述第二连接板（403）表面包覆有罩板（404）；
所述罩板（404）表面还固定连接有第二导向轴（405）；
所述第二导向轴（405）与升降板（6）滑动连接。
6.根据权利要求5所述的一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，所述第二导向轴（405）远离罩板（404）的一端设置有垫片（406），用于限制第二导向轴（405）的位移距离。
7.根据权利要求1所述的一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，每组所述机械手组件（5）包括两个对称的抓手模块；
所述抓手模块包括第一转轴（506）、轴套（507）、机械爪（508）和两个第二转臂（509）、支座（5010）、第二转轴（5011）和基板（5012）；
所述基板（5012）安装在升降板（6）表面；
所述第一转轴（506）两端转动连接有轴支撑块（501），所述轴支撑块（501）固定安装在基板（5012）表面；
所述第二转轴（5011）一端与轴支撑块（501）转动连接，另一端与支座（5010）转动连接，所述支座（5010）固定安装在基板（5012）表面；
所述第一转轴（506）的长度大于第二转轴（5011）且与第二转轴（5011）平行；
若干所述轴套（507）分别套设在第一转轴（506）和第二转轴（5011）上；
若干所述机械爪（508）固定安装在第一转轴（506）和第二转轴（5011）上；
所述两个第二转臂（509）之间铰接，且远离铰接处的一端分别与第一转轴（506）和第二转轴（5011）固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，在所述机械手组件（5）中，对称的抓手模块之间设置有两个对称的第一转臂（502）；
所述第一转臂（502）一端与第一转轴（506）一端固定连接；
对称的第一转臂（502）之间设置有限位块（5013），所述限位块（5013）与基板（5012）为一体式结构，用于机械手组件（5）夹取工件后挡住第一转臂（502）；
所述第一转臂（502）远离第一转轴（506）的一端安装有拉杆（504）；
对称的拉杆（504）之间连接有第二弹簧（503）；
所述第一转臂（502）上还安装有凸轮随动件（505），用于与机械手组件（5）中的夹紧气缸传动连接。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，还包括升降气缸（2），所述升降气缸（2）通过支架与侧板（102）固定连接，且气缸轴与升降板（6）固定连接。
10.一种预热方法，用于权利要求1-9任一项所述的一种半导体引线框架移动预热机构，其特征在于，包括以下步骤：
控制活动板（103）沿X轴方向滑动，带动机械手组件（5）及升降板（6）移动至待预热的工件上方；
通过若干机械手组件（5）抓取若干工件，且压板（401）与工件相抵；
控制升降板（6）沿Z轴移动，使其往预热座（301）靠近，直至工件与预热座（301）相抵；
通过预热组件（3）对工件预热；
框架组件（1）整体滑动至投放工件位置后，机械手组件（5）将预热后的工件移出移动预热机构。
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