CN201068341Y - 石英晶片全自动装片机 - Google Patents

Abstract

一种石英晶片全自动装片机，包括供料组件、机械手和收料组件，供料组件的供料托盘、散料机构固定在供料托盘运动机构上，机械手的马达接凸轮带动吸头载体，吸头载体一端接精确定位器、真空发生器，另一端接吸头，机械手固定在直线运动轴上，收料组件的弹匣接垂直运动的收料器升降机构，取、放收料器托盘、定位镀膜夹具接收料器托盘运动机构及接收不良晶片的不良品盒。本实用新型能够快速、准确、自动装载石英晶片，并有效、经济、无污染。

Description

石英晶片全自动装片机

技术领域

本实用新型涉及晶体生产行业自动化机器领域，尤其涉及一种石英晶片全自动装片机。

背景技术

已有技术的石英晶片的装载工作还处于人工装载阶段，石英晶片对周围环境的要求很高，同时对于晶片表面洁净度要求也相当高，而且其材质很脆，容易破碎，人工放置晶片自然不可避免造成一定污染和损坏。

因此，为保证更好的测试精度和生产效率，我们研发了这种先进的仪器，避免了对石英晶片的污染并提高了生产效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种全自动装片机，能够快速、准确、自动装载石英晶片，提供一种更快速，有效，经济，无污染的石英晶片全自动装片机。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

石英晶片全自动装片机，包括供料组件、机械手和收料组件，其特征在于：供料组件的供料托盘、散料机构固定在供料托盘运动机构上，机械手的马达接凸轮带动吸头载体，吸头载体一端接精确定位器、真空发生器，另一端接吸头，机械手固定在直线运动轴上，收料组件的弹匣接垂直运动的收料器升降机构，取、放收料器托盘、定位镀膜夹具接收料器托盘运动机构及接收不良晶片的不良品盒。

前述的石英晶片全自动装片机，其中供料托盘可设置多套。

前述的石英晶片全自动装片机，其中机械手设置一能带动上部视觉系统在散料机构和收料器托盘间移动的横轴。

前述的石英晶片全自动装片机，其中吸头的前端有一个可轻微上下伸缩的装置。

前述的石英晶片全自动装片机，其中吸头的马达的轴是空的。

前述的石英晶片全自动装片机，其中收料器托盘上面可放置若干片镀膜夹具，弹匣装载有收料器托盘，顶部有提手。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型能够自动完成把石英晶片往镀膜夹具的装载，用户只需把所需装载的散片放入供料器，机器自动把散片放入镀膜夹具。然后，把镀膜夹具放回弹匣，并自动取下一层夹具继续装载工作。

附图说明

图1为本实用新型石英晶片全自动装片机立体图

图中：

1：上部视觉系统        2：不良品盒

3：散料机构            4：下部视觉系统

5：弹匣                6：收料器托盘

7：吸头                8：弹匣机构

9：取料机构

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型石英晶片全自动装片机作进一步详细说明：

如图1所示，本实用新型是通过视觉成像系统，精确定位后，把散装石英晶片从供料托盘高速放入镀膜夹具中。当放满一个夹具后，自动把完工的托盘放回弹匣5中，并且重新取下一个空的收料器托盘6再次开始装载。本实用新型一般适用于长、宽任何一边不小于1.2mm的石英晶片。

本实用新型包括供料组件、机械手和收料组件。

供料组件中最重要的是散料机构3，散料机构3用于放散装石英晶片，等待进行装片。除了散料机构3，供料组件包括供料托盘、供料托盘运动机构和位置寻找装置。根据晶片尺寸的不同而不同，如果装载最小尺寸的石英晶片，供料托盘最多可放3000片左右的石英晶片，供料托盘可设置多套，交替使用。供料托盘运动机构用于运动走位、将散料震动分散。位置寻找装置通过视觉寻找晶片位置。

机械手用于搬运晶片，包括吸头载体、吸头7、直线运动轴和精确定位器，吸头载体通过步进马达带动凸轮变圆周运动为直线运动，吸头通过真空发生器吸附晶片。直线运动轴通过高速运动来搬送晶片，并同时进行旋转粗校正。精确定位器运动过程中通过视觉精确定位，进行位置和角度的精确补偿。

机械手有一个横轴，横轴能带动上部视觉系统1，使上部视觉系统1能在散料机构3端和收料器托盘6之间可以自由移动。

上部视觉系统1可以任意左右移动，上部视觉系统1的视野可以缩到很小，如1个、2个、3个等待测视野，进而提高上部视觉系统1在散料机构3端和收料器托盘6端之间的定位精度。

吸头7的前端有一个可以轻微上下伸缩的装置，使吸头7在吸晶片的时候，减小对晶片的冲击，降低破损率。

吸头7的马达的轴是空的，用于真空和气体的管道的一段。

收料组件包括收料器托盘6、弹匣5、收料器升降机构、收料器托盘运动机构和不良品盒2。收料器托盘6上面可放置2片镀膜夹具，弹匣5做为收集正品的器皿，装载多个收料器托盘，工作中在收料器托盘上还放有两个空的镀膜夹具，完工后，镀膜夹具再放回弹匣5中，弹匣5里面可以容纳5片收料器托盘，顶部有提手。收料器升降机构负责弹匣5的垂直运动。收料器托盘运动机构用于取、放收料器托盘6和镀膜夹具定位。不良品盒2用于接收缺脚、破损等不良晶片及视觉系统未能分析出的晶片。

本实用新型的工作过程为：

开机后准备工作：将一定数量的石英晶片随意的放入散料机构3上，用毛刷轻轻均匀刷开；同时把装好空的收料器托盘6的弹匣5放入弹夹机构8上。

准备工作完成后，按复位键，整个机构的各个分机构均恢复到原点初始位置准备工作，这时弹匣机构8上升，当两侧传感器检测到有空的收料器托盘6后，取料机构9向前运动取出一个空收料器托盘6，取到后向后移动放置在工作位置上，上部视觉系统1运动过来，给收料器托盘6取像，将收料器托盘6上的每个放料单元位置的信息通过输入/输出接口导入外连电脑并令其记住各个摆放位置，取像后视觉系统1运动到散料机构3上方，对其中某一晶片取像，再将信息通过输入/输出接口导入外连电脑并其对晶片位置进行计算，其XY位置及偏转角度，计算出检测到晶片的中心位置，确定后吸头7运动过来，运动过程中旋转相应晶片的偏转角度，同时散料机构3做相应位置补偿，使吸头7正对该晶片的中心位置向下移动将晶片吸起，晶片吸起后初步调整角度，向收料器托盘6方向运动，在经过下部视觉系统4时触发，下部视觉系统4取像，再将信息通过输入/输出接口导入外连电脑并判断所取晶片的完整性，如果晶片为不完整晶片，放入右侧不良品盒2中；如果晶片为完整的没有缺陷的，进行精确判断其中心位置以及偏转角度，这时吸头7在运动过程中就会旋转相应的角度进行细致补偿，以及取料机构3和放料机构做相应的位置调整，从而保证吸头7运动到相应的放料单元位置，向下运动，晶片放入收料器托盘6中的指定放料单元中，整个过程完成。

如上所述重复运动，一次料盘摆满后，取料机构9把收料器托盘6送回弹匣机构8，弹夹机构8再向上运动，取下一收料器托盘6进行放料，当所有收料器托盘6摆满后，两侧感应器会检测到没有收料器托盘6，这时，弹匣5可取走，换上一个新的弹匣5再继续摆料。

本实用新型是通过运动控制卡对各快速轴进行运动控制，完成装片过程的全部运动，通过视觉成像系统，把数据将信息通过输入/输出接口传输给外连电脑并通过控制软件，利用算法对散料位置坐标精确计算后，再通过输入/输出接口控制把散装石英晶片从供料托盘吸取，通过高速轴快速运动和视觉系统对其进行横向(X)、纵向(Y)和角度(R)方向上的算法补偿，根据补偿后的数据将散料放入镀膜夹具中。当放满一个夹具后，机器自动把放置完成的料盘放回弹匣5中，并且重新取下一个空收料器托盘6再次开始装载。等收料器完全放满后，软件提示用户重新更换收料器重新开始新的装片工作。

本实用新型的运动控制装置可通过工业电脑或网络，利用控制运动控制卡控制各运动轴。用户可以用鼠标点击控制，也可以通过面板上的按钮进行运行、暂停、紧急停止等控制。

本实用新型设置有输入/输出接口，输入/输出接口可连接计算机及其它网络终端，便于实现校准和定位等诸项功能，校准功能是通过独特的算法将视觉系统的数据转化成实际机械的运动脉冲数以实现机器的运动精确度。包括散料校准、旋转校准和料盘校准，散料校准使吸头准确的吸到晶片。旋转校准能找出吸头的旋转中心并根据视觉系统进行X、Y和R方向的补偿。料盘校准能让吸头准确的把晶片放入夹具。所有校准只需人工确认四个点，其余由机器自动完成。定位功能包括模板掩膜设置、模板数量设置和运动轴运动参数设置，模板掩膜设置可以屏蔽掉不要求放置的位置。模板数量设置可以设置模板上的位置数量和每一托盘的模板数。运动轴运动参数设置用户可以自行修改原点、速度、加速度等参数。以上控制属于计算机自动化控制范畴且涉及繁多公式及参数的运用。

经反复实验证明本实用新型具有每个装片1.2秒的良好速度、且能达到晶片插入合格率在98％以上准确度。

Claims (6)

1.一种石英晶片全自动装片机，包括供料组件、机械手和收料组件，其特征在于：供料组件的供料托盘、散料机构固定在供料托盘运动机构上，机械手的马达接凸轮带动吸头载体，吸头载体一端接精确定位器、真空发生器，另一端接吸头，机械手固定在直线运动轴上，收料组件的弹匣接垂直运动的收料器升降机构，取、放收料器托盘、定位镀膜夹具接收料器托盘运动机构及接收不良晶片的不良品盒。

2.根据权利要求1所述的石英晶片全自动装片机，其特征在于：所述供料托盘可设置多套。

3.根据权利要求1所述的石英晶片全自动装片机，其特征是：所述机械手设置一能带动上部视觉系统在散料机构和收料器托盘间移动的横轴。

4.根据权利要求1所述的石英晶片全自动装片机，其特征是：所述吸头的前端有一个可轻微上下伸缩的装置。

5.根据权利要求1所述的石英晶片全自动装片机，其特征是：所述吸头的马达的轴是空的。

6.根据权利要求1至5中任何一项所述的石英晶片全自动装片机，其特征是：所述收料器托盘上面可放置若干片镀膜夹具，弹匣装载有收料器托盘，顶部有提手。