CN207320070U - 一种半导体封装自动上下料装置及工件自动抓取装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种半导体封装自动上下料装置及工件自动抓取装置，包括机架，安装在机架上的大理石床身，装在大理石床身上的X‑Y‑Z轴进给系统，装在X轴前后运动系统上的划片工作台，装在机架一侧的自动放收料装置，装在机架一侧的上下料移动轴，装在机架上位于划片工作台上方的工件自动抓取装置，以及装在X‑Y‑Z轴进给系统上的划片气浮主轴装置；工件自动抓取装置主要用于将自动放收料装置中的工件盘取出上料到划片工作台，然后全自动切割完毕送回到自动放收料装置中；所述划片气浮主轴装置主要用于随X‑Y‑Z轴进给系统左右和上下运动来对工件盘上的工件进行划片。本实用新型的一种半导体封装自动上下料装置可以实现高效率、高精度、高稳定性的自动上下料操作。
Description
技术领域：
本实用新型涉及半导体封装加工技术领域，尤其涉及一种半导体封装自动上下料装置及工件自动抓取装置。
背景技术：
伴随着电子技术的飞速发展，国际半导体的生产方式已经发生了巨大的变化。集成电路由大规模向超大规模发展，集成度越来越高。划片机是IC生产的关键设备之一，是一种精密切割专用设备，主要用于将半导体集成电路硅片、砷化镓等芯片切割成单个集成电路。
随着半导体封装行业的快速发展，半导体晶圆需求量不断增加。传统的砂轮划切设备主要依靠人工来进行上料、下料，划切技术由于人工上料操作无法保证工件在工作台上安装的准确性，因此无法提高划切的精度，甚至导致废品率加大，另外，采用人工上下料操作使得工作人员的劳动强度大，危险性增加，最终使得整个设备的划切效率无法得到提高。在划片设备高精度、高效率、低成本的要求下，一种半导体封装自动上下料装置应运而生。
如我公司的专利CN201610819479.0G公开了一种自动上下料划片机，其包括机架，装在机架上的床身，装在床身上的划片工作台和Y-Z轴系进给系统，设置在机架的一侧的自动放收料装置，设置在划片工作台上方的工件自动抓取系统，以及装在Y-Z轴系进给系统上的划片主轴装置；所述工件自动抓取系统用于将自动放收料装置上料的工件输送至划片工作台进行划片，并将切割完毕的工件通过自动放收料装置下料；所述划片主轴装置用于随Y-Z轴系进给系统进行前后移动以及上下滑动而通过划片刀对置于划片工作台上的工件进行划片。本实用新型高精度、高效率、自动稳定地完成了工件上料、下料。
然而，上述装置的自动抓取结构复杂，控制容易出现差错，此外其仅仅有一个接近开关，感应容易出错，而且无法检测料架是否出现了倾斜，而且其个方向的移动均由气缸控制，尤其是前后和作用运动形成较大的动作均由气缸控制，容易出现气压不足，导致运行不到位的情况，这导致其很容易出现无法完成上下料操作的问题，因此亟需得到改进，以满足半导体封装设备自动上下料的高效率、高精度、稳定性要求。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种半导体封装自动上下料装置及工件自动抓取装置，该装置可以实现高效率、高精度、高稳定性的自动上下料操作。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种半导体封装自动上下料装置，包括划片工作台，配合划片工作台安装有工件自动抓取装置、上下料移动装置轴和可拆卸安装在上下料移动装置轴上的自动放收料装置，所述工件自动抓取装置包括单轴机器人和多组运动组件，多组运动组件包括运动组件一、运动组件二、运动组件三、运动组件四、运动组件五；用于夹取物料的组件一通过上下料安装板包括气爪安装板，气爪安装板与机械手臂连接，机械手臂通过机械手臂垫块与单轴机器人固定连接；所述运动组件二和运动组件三分别安装在上升气缸安装板一两端，运动组件四和运动组件五分别安装在上升气缸安装板二两端；运动组件二、运动组件三、运动组件三和运动组件五上下滑动运动带动工件盘运动，运动组件二、运动组件三、运动组件三和运动组件五顶均安装有钢圈推板，上升气缸安装板一和上升气缸安装板二的侧面均连接有起缓冲作用的上下料垫块。
进一步的改进，所述运动组件一包括气爪安装板、气缸一和气爪；所述气爪安装板与气缸一固定连接，气缸一一端固定于连接件上，所述连接件与用于加紧和松开工件盘的气爪的固定连接。
进一步的改进，所述单轴机器人包括步进电机一、机械手臂垫块和直线机械手安装板；所述步进电机一通过丝杠带动机械手臂垫块前后运动；所述直线机械手安装板与上下料安装板通过螺栓固定连接。
进一步的改进，所述运动组件二、运动组件三、运动组件四和运动组件五均为气缸，所述钢圈推板包括钢圈前推板、钢圈左推板和钢圈右推板；运动组件二和运动组件五的顶部均与钢圈前推板相连，运动组件三顶部连接钢圈左推板，运动组件四顶部连接钢圈右推板。
进一步的改进，所述上下料移动轴包括升降平台底座、设置在升降平台底座上的上料轴座和安装在上料轴座上的步进电机二；所述升降平台底座和上料轴座通过上下料轴支架保证垂直安装；所述上料轴座上装有竖直导轨，竖直导轨上装有上料轴滑台，所述上料轴滑台通过料盒托架与带动料架上下移动的料盒托板固定连接，所述料盒托板上安装有料盒导向块，料盒导向块用于与自动放收料装置的料盒底板进行定位，料盒底板上成形有与料盒导向块配合的通孔；所述步进电机二外侧安装有电机防护板、步进电机三、对步进电机三进行冷却降温散热风扇和风扇过滤板；上料轴座顶部和底部安装有限位传感器且顶部还安装有检测料盘的接近开关传感器。
进一步的改进，所述料盒托板上安装有检测料架是否倾斜的传感器三。
进一步的改进，所述自动放收料装置包括料架，料架左右两侧为两块钢圈分隔板，所述钢圈分割板上分布有个料槽，所述料槽用于装载贴放工件的工件盘；所述料架上下为料盒底板，料盒底板上加工有四个角行的通孔，用于与上下料移动轴料盒托板的定位；所述料架一侧为工件盒侧板，工件盒侧板上装有两列条形磁铁，用于料槽中工件盘的固定；料架上还安装有可折叠拉手。
进一步的改进，所述划片工作台包括真空吸附工作台、DD马达和X轴进给系统；所述真空吸附工作台安装在DD马达上端，随着DD马达的旋转而实现旋转运动；当工件自动抓取装置将工件盘从料架中抓取放置于划片工作台上，打开真空后工作台将工件盘吸住，X轴进给系统将划片工作台移动到装在Z轴进给系统上的气浮主轴下，X轴前后运动进行切割。
一种工件自动抓取装置，包括单轴机器人和多组运动组件，多组运动组件包括运动组件一、运动组件二、运动组件三、运动组件四、运动组件五；用于夹取物料的组件一通过上下料安装板包括气爪安装板，气爪安装板与机械手臂连接，机械手臂通过机械手臂垫块与单轴机器人固定连接；所述运动组件二和运动组件三分别安装在上升气缸安装板一两端，运动组件四和运动组件五分别安装在上升气缸安装板二两端；运动组件二、运动组件三、运动组件三和运动组件五上下滑动运动带动工件盘运动，运动组件二、运动组件三、运动组件三和运动组件五顶均安装有钢圈推板，上升气缸安装板一和上升气缸安装板二的侧面均连接有起缓冲作用的上下料垫块。
进一步的改进，所述运动组件一包括气爪安装板、气缸一和气爪；所述气爪安装板与气缸一固定连接，气缸一一端固定于连接件上，所述连接件与用于加紧和松开工件盘的气爪的固定连接；所述单轴机器人包括步进电机一、机械手臂垫块和直线机械手安装板；所述步进电机一通过丝杠带动机械手臂垫块前后运动；所述直线机械手安装板与上下料安装板通过螺栓固定连接；运动组件二、运动组件三、运动组件四和运动组件五均为气缸，所述钢圈推板包括钢圈前推板、钢圈左推板和钢圈右推板；运动组件二和运动组件四的顶部均与钢圈前推板相连，运动组件三顶部连接钢圈左推板，运动组件五顶部连接钢圈右推板
附图说明：
图1本实用新型的设备总体结构原理图；
图2本实用新型的自动放收料装置结构图；
图3为本实用新型的工件自动抓取装置结构图；
图4为本实用新型的运动组件一放大图；
图5为本实用新型的上下料移动轴结构图；
图6为本实用新型的上下料移动轴步进电机局部放大结构图；
图7为本实用新型的单轴机器人结构图；
在图中：
1-机架；6-划片工作台；7-工件盘；
2-自动放收料装置；20-钢圈分隔板；21-料槽；22-料盒底板；23-工件盒侧板；24-磁铁；25-可折叠拉手；
3-工件自动抓取装置；31-单轴机器人；311-步进电机一；312-机械手臂垫块；313-直线机械手安装板；321-气缸一；322-连接件；323-气爪；324-气爪安装板；331-气缸二；341-气缸三；342-上升气缸安装板一；343-钢圈左推板；351-气缸四；352-钢圈右推板；361-气缸五；362-上升气缸安装板二；363-钢圈前推板；37-上下料垫块；38-上下料安装板；39-机械手臂；
4-上下料移动轴；41-升降平台底座；42-上料轴座；43-步进电机二；431-步进电机三；432-电机防护板；433-散热风扇；434-风扇过滤板；44-上下料轴支架；451-导轨；452-上料轴滑台；453-料盒托架；454-料盒托板；455-料盒导向块；456-限位传感器；457-检测传感器；458-传感器三；
5-X-Y-Z轴进给系统。
具体实施方式：
下面将参考附图结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文出现“上”、“下”、“左”、“右”、字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
如图1-6所示的一种半导体封装自动上下料装置，包括机架1，安装在机架1上的大理石床身，装在大理石床身上的X-Y-Z轴进给系统5，X-Y-Z轴进给系统包括X轴前后运动系统、Y轴左右运动系统和Z轴上下运动系统，
装在X轴前后运动系统上的划片工作台6，
装在机架一侧的自动放收料装置2，
装在机架一侧的上下料移动轴4，
装在机架上位于划片工作台上方的工件自动抓取装置3，以及装在X-Y-Z轴进给系统5上的划片主轴装置。
如图2所示，自动放收料装置2包括料架，该料架左右两侧为两块钢圈分隔板20，所述钢圈分割板20上分布有20个料槽21，所述料槽21用于装载贴放工件的工件盘7；优选所述料架上下为料盒底板22，该料盒底板22上加工有四个角行的孔，用于与上下料移动轴料盒托板454的定位；所述料架一侧为工件盒侧板23，该工件盒侧板23上装有两列条形磁铁24，用于料槽21中工件盘7的固定；优选所述料架上设置有可折叠拉手25。
如图4所示，上下料移动轴4包括升降平台底座41、设置在升降平台底座41上的上料轴座42和安装在上料轴座42上的步进电机二43；优选所述升降平台底座41和上料轴座42用上下料轴支架44保证垂直安装；优选所述上料轴座42上装有竖直导轨451，该竖直导轨451上装有上料轴滑台452，所述上料轴滑台452通过料盒托架453与带动料架上下移动的料盒托板454固定连接，所述料盒托板454上安装有料盒导向块455，用于与自动放收料装置2料盒底板22的定位；优选所述步进电机二43外侧安装有电机防护板432和散热风扇433及风扇过滤板434，该散热风扇433对所述步进电机三431的冷却降温；优选所述上料轴座42顶部和底部安装有限位传感器456且顶部还安装有检测料盘的接近开关传感器457；优选所述料盒托板454上安装有检测料架是否倾斜的传感器三458。
如图3所示，工件自动抓取装置3包括单轴机器人31、多组运动组件，通过气缸的伸缩带动运动组件的前后运动或者夹紧松开；优选所述单轴机器人31，安装于上下料安装板38上，用于运动组件一的准确位置移动；优选所述多组运动组件包括运动组件一、运动组件二、运动组件三、运动组件四、运动组件五；所述运动组件一通过气爪安装板324与机械手臂39连接，该机械手臂39通过机械手臂垫块312与单轴机器人31固定连接；运动组件二和运动组件三可上下滑动，其下侧与上升气缸安装板一342固定连接，运动组件二上侧与钢圈前推板363固定连接，带动钢圈前推板363上下运动；运动组件四和运动组件五下侧固定连接在上升气缸安装板二362上，所述运动组件三和运动组件四上分别安装有钢圈左推板343和钢圈右推板352；所述气缸安装板一342一侧通过螺钉与上下料垫块37连接，在运动组件上下运动时起缓冲作用。
如图3所示，单轴机器人31包括步进电机一311、机械手臂垫块312和直线机械手安装板313；所述步进电机一311通过丝杠带动机械手臂垫块312前后运动；所述直线机械手安装板313与上下料安装板38通过螺栓固定连接。运动组件一包括气爪安装板324、气缸一321和气爪323；所述气爪安装板324与气缸一321固定连接，气缸一321一端固定于连接件322上，所述连接件322与用于加紧和松开工件盘7的气爪323的固定连接。运动组件二、运动组件三、运动组件四和运动组件五结构均相同，均包括推板、气缸和上升气缸安装板；所述运动组件上端分别与钢圈前推板363、钢圈左推板343和钢圈右推板352固定连接，下端分别与上升气缸安装板342或362固定连接。
如图1所示，划片工作台6包括真空吸附工作台、DD马达和X轴进给系统；所述真空吸附工作台安装在DD马达上端，随着DD马达的旋转而实现旋转运动。由此，当工件自动抓取装置3将工件盘7从料架中抓取放置于划片工作台6上，打开真空后工作台将工件盘7吸住，X轴进给系统将划片工作台6移动到装在Z轴进给系统上的气浮主轴下，X轴前后运动进行切割。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (10)
1.一种半导体封装自动上下料装置，包括划片工作台(6)，配合划片工作台(6)安装有工件自动抓取装置(3)、上下料移动装置轴(4)和可拆卸安装在上下料移动装置轴(4)上的自动放收料装置(2)，其特征在于，所述工件自动抓取装置(3)包括单轴机器人(31)和多组运动组件，多组运动组件包括运动组件一、运动组件二、运动组件三、运动组件四、运动组件五；用于夹取物料的组件一通过上下料安装板(38)包括气爪安装板(324)，气爪安装板(324)与机械手臂(39)连接，机械手臂(39)通过机械手臂垫块(312)与单轴机器人(31)固定连接；所述运动组件二和运动组件三分别安装在上升气缸安装板一(342)两端，运动组件四和运动组件五分别安装在上升气缸安装板二(362)两端；运动组件二、运动组件三、运动组件三和运动组件五上下滑动运动带动工件盘(7)运动，运动组件二、运动组件三、运动组件三和运动组件五顶均安装有钢圈推板，上升气缸安装板一(342)和上升气缸安装板二(362)的侧面均连接有起缓冲作用的上下料垫块(37)。
2.如权利要求1所述的半导体封装自动上下料装置，其特征在于，所述运动组件一包括气爪安装板(324)、气缸一(321)和气爪(323)；所述气爪安装板(324)与气缸一(321)固定连接，气缸一(321)一端固定于连接件(322)上，所述连接件(322)与用于加紧和松开工件盘(7)的气爪(323)的固定连接。
3.如权利要求1所述的半导体封装自动上下料装置，其特征在于，所述单轴机器人(31)包括步进电机一(311)、机械手臂垫块(312)和直线机械手安装板(313)；所述步进电机一(311)通过丝杠带动机械手臂垫块(312)前后运动；所述直线机械手安装板(313)与上下料安装板(38)通过螺栓固定连接。
4.如权利要求1所述的半导体封装自动上下料装置，其特征在于，所述运动组件二、运动组件三、运动组件四和运动组件五均为气缸，所述钢圈推板包括钢圈前推板(363)、钢圈左推板(343)和钢圈右推板(352)；运动组件二和运动组件五的顶部均与钢圈前推板(363)相连，运动组件三顶部连接钢圈左推板(343)，运动组件四顶部连接钢圈右推板(352)。
5.如权利要求1所述的半导体封装自动上下料装置，其特征在于，所述上下料移动装置轴(4)包括升降平台底座(41)、设置在升降平台底座(41)上的上料轴座(42)和安装在上料轴座(42)上的步进电机二(43)；所述升降平台底座(41)和上料轴座(42)通过上下料轴支架(44)保证垂直安装；所述上料轴座(42)上装有竖直导轨(451)，竖直导轨(451)上装有上料轴滑台(452)，所述上料轴滑台(452) 通过料盒托架(453)与带动料架上下移动的料盒托板(454)固定连接，所述料盒托板(454)上安装有料盒导向块(455)，料盒导向块(455)用于与自动放收料装置(2)的料盒底板(22)进行定位，料盒底板(22)上成形有与料盒导向块(455)配合的通孔；所述步进电机二(43)外侧安装有电机防护板(432)、步进电机三(431)、对步进电机三(431)进行冷却降温散热风扇(433)和风扇过滤板(434)；上料轴座(42)顶部和底部安装有限位传感器(456)且顶部还安装有检测料盘的接近开关传感器(457)。
6.如权利要求5所述的半导体封装自动上下料装置，其特征在于，所述料盒托板(454)上安装有检测料架是否倾斜的传感器三(458)。
7.如权利要求1所述的半导体封装自动上下料装置，其特征在于，所述自动放收料装置(2)包括料架，料架左右两侧为两块钢圈分隔板(20)，所述钢圈分隔板(20)上分布有20个料槽(21)，所述料槽(21)用于装载贴放工件的工件盘(7)；所述料架上下为料盒底板(22)，料盒底板(22)上加工有四个角行的通孔，用于与上下料移动轴料盒托板(454)的定位；所述料架一侧为工件盒侧板(23)，工件盒侧板(23)上装有两列条形磁铁(24)，用于料槽(21)中工件盘(7)的固定；料架上还安装有可折叠拉手(25)。
8.如权利要求1所述的半导体封装自动上下料装置，其特征在于，所述划片工作台(6)包括真空吸附工作台、DD马达和X轴进给系统；所述真空吸附工作台安装在DD马达上端，随着DD马达的旋转而实现旋转运动；当工件自动抓取装置(3)将工件盘(7)从料架中抓取放置于划片工作台(6)上，打开真空后工作台将工件盘(7)吸住，X轴进给系统将划片工作台(6)移动到装在Z轴进给系统上的气浮主轴下，X轴前后运动进行切割。
9.一种工件自动抓取装置，其特征在于，包括单轴机器人(31)和多组运动组件，多组运动组件包括运动组件一、运动组件二、运动组件三、运动组件四、运动组件五；用于夹取物料的组件一通过上下料安装板(38)包括气爪安装板(324)，气爪安装板(324)与机械手臂(39)连接，机械手臂(39)通过机械手臂垫块(312)与单轴机器人(31)固定连接；所述运动组件二和运动组件三分别安装在上升气缸安装板一(342)两端，运动组件四和运动组件五分别安装在上升气缸安装板二(362)两端；运动组件二、运动组件三、运动组件三和运动组件五上下滑动运动带动工件盘(7)运动，运动组件二、运动组件三、运动组件三和运动组件五顶均安装有钢圈推板，上升气缸安装板一(342)和上升气缸安装板二(362)的侧面均连接有起缓冲作用的上下料垫块(37)。
10.如权利要求9所述的工件自动抓取装置，其特征在于，所述运动组件一包括气爪安装板(324)、气缸一(321)和气爪(323)；所述气爪安装板(324)与气缸一(321)固定连接，气缸一(321)一端固定于连接件(322)上，所述连接件(322)与用于加紧和松开工件盘(7)的气爪(323)的固定连接；所述单轴机器人(31)包括步进电机一(311)、机械手臂垫块(312)和直线机械手安装板(313)；所述步进电机一(311)通过丝杠带动机械手臂垫块(312)前后运动；所述直线机械手安装板(313)与上下料安装板(38)通过螺栓固定连接；运动组件二、运动组件三、运动组件四和运动组件五均为气缸，所述钢圈推板包括钢圈前推板(363)、钢圈左推板(343)和钢圈右推板(352)；运动组件二和运动组件四的顶部均与钢圈前推板(363)相连，运动组件三顶部连接钢圈左推板(343)，运动组件五顶部连接钢圈右推板(352)。
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| GR01 | Patent grant | ||
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