CN211003485U - 一种框架物料盒和框架物料盒搬运设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种框架物料盒，包括盒体、挡杆和弹性元件；盒体开设有具有进出口的存放腔；盒体开设有第一限位槽和第二限位槽；挡杆上设置有限位部；挡杆安装在盒体上，并可相对盒体转动和上下运动；挡杆转动时能够联动限位部在对应第一限位槽的位置和对应第二限位槽的位置之间移动；挡杆相对盒体向下转动时，能够联动限位部脱离第一限位槽或第二限位槽；挡杆相对盒体向上转动时，能够联动限位部插装于第一限位槽或第二限位槽；弹性元件用于提供使限位部保持插装于第一限位槽或第二限位槽内的弹性应力。本实用新型无需设置固定凸起，避免对挡杆造成磨损，延长框架物料盒使用寿命。本实用新型还公开了框架物料盒搬运设备。

Description

一种框架物料盒和框架物料盒搬运设备

技术领域

本实用新型涉及半导体器件封装设备领域，尤其涉及一种用于存放框架的框架物料盒和搬运该框架物料盒的框架物料盒搬运设备。

背景技术

目前，在半导体器件的封装制造过程中，常将芯片固定在框架上之后直接对框架上的芯片进行焊线等操作，框架用于承载芯片以及提供工作人员或者夹持机构持握的部位，从而在工作人员或者夹持机构移送半成品(此处的半成品是指芯片、或者经焊线等后续操作后的芯片)时，不需要直接接触半成品而避免对半成品造成损伤；同时，为了避免半成品在外部空间移动过程中受到物理因素(如与其他物体产生撞击、摩擦等作用)或者化学因素的影响，常将固定有半成品的框架存放在物料盒内。

现有的物料盒为至少一侧无挡板的矩形框结构，框架通过无挡板的一侧进入存放在物料盒内，但是，在采用机械手或者人工提取的方式移动物料盒的过程中，由于机械手的机械震动或者人工提取不平稳等因素易导致物料盒倾斜，此时，框架可能在其自重下从物料盒无挡板的一侧掉出物料盒；因此，现有也采用设置锁销的方式来阻止框架的掉落。

请参看专利文献CN102629564A，专利文献CN102629564A公开了一种晶圆盒；具体地，参看说明书第【0074-0078】段所记载的技术方案：再次引用图2，本发明的晶圆盒可以设置防止晶圆盒(10)内容纳的晶圆(W)在作业途中脱离的锁销(500)。上述锁销(500)具有能旋转地设置于上述各端板(100)上部一侧的旋转轴(510)，具有一体连接于上述旋转轴(510)的连接杆(520)，在上述连接杆(520)的末端，还具有沿晶圆盒(10)长度方向连接成一体的销杆(530)。而且，如图8所示，在上述端板(100)的上端，可以形成用于固定上述销杆(530)的第1固定槽(130)，在端板(100)的一侧端，可以形成用于在上述销杆(530)解除锁定时固定销杆(530)的第2固定槽(140)。此时，在上述第1固定槽(130)的内面上，可以形成至少一个以上用于防止插入第1固定槽(140)的销杆(530)脱离的固定凸起(131)。然而，上述结构中，为了固定销杆，需要在第1固定槽(140)内设置固定凸起(131)，此时，销杆(530)在脱离第1固定槽(140)会与销杆(530)发生摩擦，在使用一段时间后，销杆(530)和固定凸起(131)均发生较大的磨损而需要进行更换或维修，导致晶圆盒使用寿命较短。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种框架物料盒，其通过第一限位槽、第二限位槽、限位部和弹性元件的配合实现挡杆的固定，无需设置固定凸起，从而避免对挡杆造成磨损，延长框架物料盒使用寿命。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种框架物料盒，包括

盒体；所述盒体具有用于存放框架的存放腔，并开设有连通所述存放腔与外部的进出口，所述进出口能够供框架进出；所述盒体的底面开设有槽口均向下的第一限位槽和第二限位槽；

挡杆；所述挡杆上还设置有限位部；所述挡杆安装在所述盒体上，并可相对所述盒体转动和上下运动；所述挡杆转动时能够联动所述限位部在对应所述第一限位槽的位置和对应所述第二限位槽的位置之间移动；在所述限位部对应所述第一限位槽时，所述挡杆挡于所述进出口，以阻止框架通过所述进出口进出所述存放腔；在所述限位部移动至对应所述第二限位槽时，所述挡杆避开所述进出口，以使框架能够通过所述进出口进出所述存放腔；所述挡杆相对所述盒体向下转动时，能够联动所述限位部脱离所述第一限位槽或所述第二限位槽；所述挡杆相对所述盒体向上转动时，能够联动所述限位部插装于所述第一限位槽或所述第二限位槽；

弹性元件；所述弹性元件用于提供促使所述挡杆相对所述盒体向上转动，以使所述限位部保持插装于所述第一限位槽或所述第二限位槽内的弹性应力。

进一步地，所述盒体的底面形成有位于所述第一限位槽一侧的缓冲斜面，所述缓冲斜面位于所述限位部的运动轨迹上并用于供所述限位部活动接触；所述缓冲斜面从其靠近所述第一限位槽的一侧至其另一侧逐渐向下倾斜。

进一步地，所述盒体的顶面设置有第一限位结构，所述盒体的底面设置有第二限位结构，所述第一限位结构和所述第二限位结构能够匹配插装。

进一步地，所述框架物料盒还包括盖板，所述盖板可拆卸地安装在所述盒体上并能够封堵所述进出口。

进一步地，所述盒体的相对两外侧面分别开设有贯通所述盒体上端的插接槽；所述盖板的相对两侧分别设置有L型的插接板，两个所述插接板相对设置并用于与两个所述插接槽一一对应设置；所述插接板的其中一侧固定在所述盖板上，另一侧能够活动插接于对应所述插接槽内。

进一步地，所述盒体的顶面设置有RFID标签，所述RFID标签与所述盒体的顶面之间设置有绝缘垫片。

进一步地，所述弹性元件为弹簧，所述弹簧的两端分别抵于所述挡杆和所述盒体上。

进一步地，所述存放腔的腔壁开设有供框架活动插装以承托框架的水平支撑槽；所述水平支撑槽靠近所述进出口的一端形成有供框架进出的通口。

本实用新型的目的之二还公开了搬运上述框架物料盒的框架物料盒搬运设备，可设置在全自动化设置的半导体器件封装车间内，用于实现自动将上述的框架物料盒搬运到加工车位。

本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：

一种框架物料盒搬运设备，用于搬运如上述的框架物料盒，其特征在于：包括机械手，所述机械手包括机械臂和插臂；所述机械臂与所述插臂传动连接，并用于带动所述插臂分别沿X、Y、Z轴三向运动；所述盒体的侧面贯穿有插取孔，所述插取孔用于供所述插臂插入。

进一步地，所述存放腔的顶壁开设有开口朝下的定位插槽，所述插臂上设置有定位块；在所述插臂插入所述插取孔时，所述定位块能够与所述定位插槽插装配合。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过采用第一限位槽、第二限位槽、限位部和弹性元件的配合，在需要转动挡杆时，向下按压挡杆从而克服弹性元件的弹性应力使得限位部脱离第一限位槽或第二限位槽，之后即可转动挡杆，此时，相对现有的晶圆盒，不需要设置固定凸起来固定挡杆，从而避免挡杆转动过程中受到固定凸起的磨损，延长该框架物料盒使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型框架物料盒的结构示意图(挡杆处于挡于进出口的状态)；

图2为本实用新型框架物料盒的结构示意图(挡杆处于避开进出口的状态)；

图3为本实用新型框架物料盒的结构示意图(俯视图)；

图4为本实用新型图3的局部结构放大图；

图5为本实用新型框架物料盒的结构示意图(包含盖板)；

图6为本实用新型框架物料盒和框架物料盒搬运设备的结构示意图；

图7为本实用新型框架物料盒和框架物料盒搬运设备的使用状态图。

图中：10、盒体；11、进出口；12、盒体的顶面；13、盒体的底面；20、第一限位槽；30、第二限位槽；40、挡杆；50、限位部；60、缓冲斜面；70、第一限位结构；80、第二限位结构；90、盖板；100、插接槽；110、插接板；120、RFID标签；130、相机标定物；140、水平支撑槽；141、通口；150、机械手；151、机械臂；152、插臂；160、插取孔；170、定位插槽；180、定位块；190、第一容纳槽；200、第二容纳槽；210、弹性元件。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-4所示的一种框架物料盒，包括盒体10、挡杆40和弹性元件210；其中，

盒体10具有用于存放框架的存放腔，并开设有连通存放腔与外部的进出口11，该进出口11能够供框架进出，可以理解的是，该进出口11开设在盒体10上；盒体的底面13还开设有第一限位槽20和第二限位槽30，第一限位槽20和第二限位槽30的槽口均朝下设置；

挡杆40上还设置有限位部50，其中，该挡杆40还可采用挡板替代，只要能实现阻挡作用的部件均可；具体地，挡杆40安装在盒体10上，并可相对盒体10转动和上下运动；挡杆40转动时能够联动限位部50在对应第一限位槽20的位置和对应第二限位槽30的位置之间移动；在限位部50移动至对应第一限位槽20时，挡杆40挡于进出口11，以阻止框架通过进出口11进出存放腔；在限位部50移动至对应第二限位槽30时，挡杆40避开进出口11，以使框架能够通过进出口11进出存放腔；挡杆40相对盒体10向下转动时，能够联动限位部50脱离第一限位槽20或第二限位槽30；挡杆40相对盒体10向上转动时，能够联动限位部50插装于第一限位槽20或第二限位槽30，如此，实现挡杆40的固定，即阻止挡杆40相对盒体10转动，从而确保挡杆40处于挡于或避开进出口11的状态；可以理解的是，限位部50位于盒体10的下方。

弹性元件210用于提供促使挡杆40相对盒体10向上转动，以使限位部50保持插装于第一限位槽20或第二限位槽30内的弹性应力。

在上述结构的基础上，需要转动挡杆40时，向下按压挡杆40从而克服弹性元件210的弹性应力使得限位部50脱离第一限位槽20或第二限位槽30，之后即可转动挡杆40，此时，相对现有的晶圆盒，不需要设置固定凸起来固定挡杆40，从而避免挡杆40转动过程中受到固定凸起的磨损，延长其使用寿命。

再者，现有的晶圆盒设置固定凸起时为了确保销杆转动顺利，需要对固定凸起的形态进行设置，加工劳动强度较大，而本实用新型直接省去固定凸起，可降低劳动强度；同时地，现有的机器人可实现对挡杆40的按压和转动操作，从而利于在半导体器件封装过程中的贴片和焊线流程的全自动化车间的建设。

如图3-4所示，限位部50设置在挡杆40的下端，其中，限位部50可与挡杆40一体成型，也可在后期通过焊接、螺钉固定的方式将限位部50固定在挡杆40上；再参照图1-4，上述的挡杆40可通过以下方式安装在盒体10上，具体地，挡杆40的顶端设置有竖向设置的第一枢接轴，盒体10的顶端开设有第一枢接孔，第一枢接轴枢插装在第一枢接孔内并可相对枢接孔上下移动；更具体地，还可在挡杆40的底端也设置第二枢接轴，且在盒体10的底端开设有第二枢接孔，第二枢接轴插装于第二枢接孔，从而加强挡杆40安装的牢固程度；当然，挡杆40还可采用其他的方式安装，例如，设置一根枢接轴，枢接轴的两端分别与挡杆40的两端固接，且盒体10开设贯穿其上下端面的枢接槽，枢接轴穿设于枢接槽内，且枢接轴的长度大于枢接槽的深度从而确保挡杆40可上下运动。

本实施例中，如图1、图3和图4所示，还可在盒体10上开设第一容纳槽190和第二容纳槽200，在限位部50移动至对应第一限位槽20时，第一容纳槽190可收容挡杆40；而在限位部50移动至对应第二限位槽30时，第二容纳槽200可收容挡杆40，避免挡杆40凸出于盒体10外，从而可缩小本框架物料盒整体体积，并减轻整体重量。

如图3-4所示，在盒体的底面13形成有位于第一限位槽20一侧的缓冲斜面60，缓冲斜面60位于限位部50的运动轨迹上并用于供限位部50活动接触；缓冲斜面60从其靠近第一限位槽20的一侧至其另一侧逐渐向下倾斜，如此，限位部50在向第一限位槽20的方向运动过程中，限位部50在弹性元件210的作用下顺着缓冲斜面60逐渐向上运动，此时能减小弹性元件210的弹性应力，而使得限位部50能较缓和地进入第一限位槽20，避免造成较大的撞击。

为了在叠放本框架物料盒，实现本框架物料盒的整齐摆放，本实用新型中，在盒体的顶面12设置第一限位结构70，并在盒体的底面13设置第二限位结构80，第一限位结构70和第二限位结构80能够匹配插装；在叠放本框架物料盒时，位于上方的本框架物料盒的第二限位结构80与位于下方的本框架物料盒的第一限位结构70匹配插装，此时，实现上下两个本框架物料盒相对位置的固定，从而实现整齐摆放并且在搬运过程中不容易倾倒。此处需要说明的是，上述的第一限位结构70可采用如图1所示的在盒体10的边缘开设在缺口，相应地，第二限位结构80为与该缺口相配合的凸条；当然，上述的第一限位结构70还可为台阶结构、凸起或凹位，相应地，第二限位结构80为与第一限位结构70可匹配插装的台阶结构、凹位或凸起，只要可实现两者相互匹配插装的结构均可。

如图1和图5所示，为了实现对盒体10内的框架的全面保护，本实用新型还可设置盖板90，盖板90可抽拉地安装在盒体10上并能够封堵进出口11，如此，在移动本框架物料盒时，采用盖板90封堵进出口11，可避免外部撞击对框架造成损害。此处，盖板90的作用与挡杆40作用相同，均用于保护框架不外露出盒体10而收到外界损伤，同一盒体10具有两种设计，盖板90设计主要用于人工操作过程中，盖板90的抽拉设置适于人的操作，动作简单；挡杆40设计主要用于配和外部机器人使用，通过外部机器人实现挡杆40的转动过程，这样可以兼容两种操作模式。另外两种设计的本身，可以增加使用模式的灵活性以及可以保证在一种模式损坏的情况下，可以有另一种替代模式使用，从而延长盒子的使用寿命，节约成本。

具体地，在盒体10的相对两外侧面分别开设贯通盒体10上端的插接槽100，此处需要说明的是，盒体10的外侧面是指盒体10朝向外部的侧面，且盒体10的相对两外侧面是指盒体10的外侧面中相对设置的两面；同时地，在盖板90的相对两侧分别对应设置有L型的插接板110，两个插接板110相对设置并用于与两个插接槽100一一对应设置；其中，插接板110的其中一侧固定在盖板90上，另一侧能够活动插接于对应的插接槽100内，如此，通过两插接板110分别插接于两个插接槽100内，可实现盖板90的安装，之后，插接板110可通过插接槽100的上端脱离插接槽100从而取出盖板90。

具体地，盒体的顶面12设置有RFID标签120，此时，可通过读取RFID标签120来实现自动化获取本框架物料盒的信息，识别工作无需人工干预；更具体地，由于盒体10常采用金属材料制成，金属材料对电磁波具有强烈的反射性，所以会伴随着信号减弱，对RFID标签120的读取会产生干扰，且干扰严重时还会出现读取失败的现象，如此，读取RFID标签120时需要离RFID标签120比较近，而读取距离越近干扰越严重，因此，还可在RFID标签120与盒体的顶面12之间设置绝缘垫片，以减弱金属干扰，使RFID标签120读取的有效性得到了保证。

上述的弹性元件210可为弹簧，弹簧的两端分别抵于挡杆40和盒体10上，或者，弹簧的两端分别抵于挡杆40和限位部50上；当然，弹性元件210还可为弹片或者弹力柱，只要可以实现只要可实现弹性拉伸作用的现有部件均可。

本实施例还提供了进一步的实施方式，在存放腔的腔壁开设有供框架活动插装以承托框架的水平支撑槽140；水平支撑槽140靠近进出口11的一端形成有供框架进出的通口141，从而避免框架在存放腔内晃动；更优选地，为了实现框架的稳定承托，可在存放腔相对的两腔壁均开设上述水平支撑槽140，两水平支撑槽140位于同一水平面且两水平支撑槽140的槽口相对设置，如此，两水平支撑槽140可共同配合承托同一个框架。

作为一种更进一步的实施方式，上述水平支撑槽140的数量可设置为多条，多条水平支撑槽140沿存放腔的竖直方向依次间隔排列，实现一个盒体10整齐存放多个框架，且避免相邻框架上的框架、以及固定在框架上物品(框架上的物品包括芯片、后续芯片焊线过程中所形成的焊线等等)发生摩擦。

再者，还可在盒体10的外侧面开设凹槽，可将二维码设置在凹槽内，从而降低二维码受到外部磨损的可能。

如图1、图6和图7所示，本实施例还公开了一种框架物料盒搬运设备，用于搬运如上述的框架物料盒，本框架物料盒搬运设备包括机械手150，机械手150包括机械臂151和插臂152；机械臂151与插臂152传动连接，并用于带动插臂152分别沿X、Y、Z轴三向运动；盒体10的侧面贯穿有插取孔160，可以理解的是，插取孔160的两侧贯通，即插取孔160分别与外部和存放腔连通；插取孔160用于供插臂152插入；如此，在插臂152插入插取孔160内，插臂152与插取孔160的孔壁和/或与盒体10的内壁接触，之后在机械臂151的作用下即可提起盒体10，从而进行本框架物料盒的搬运。

其中，插臂152的数量可为至少两个以上，至少两个以上的插臂152呈直线依次间隔排列，相应地，插取孔160也设置成至少两个，至少两个插取孔160位于盒体10的同一侧并用于供至少两个以上插臂152一一对应插入，在提取时，至少两个插臂152对应插入至少两个插取孔160内从而可提高提取的稳定程度；更进一步地，可在盒体10的相对两侧分别设置插取孔160，这样，在盒体10的其中一侧被遮挡时，可从盒体10的另一侧进行盒体10的提拉。

为了避免在移动过程中插臂152与盒体10脱离，本实施例中还可在存放腔的顶壁开设开口朝下的定位插槽170，此处需要说明的是，上述的存放腔的顶壁是存放腔位于盒体10顶部的面；同时地，在插臂152上相应设置定位块180；在插臂152插入插取孔160时，定位块180能够与定位插槽170插装配合，从而可防止脱落；当然，也可在存放腔内设置凸块，并在插臂152的顶面开设开口朝上的凹槽，只要可实现插臂152与盒体10的定位插装即可。

上述的机械臂151可采用以下结构:机械臂151包括X向电机、第一移动板、Y向电机、第二移动板、Z向电机和第三移动板，其中X向电机带动第一移动板沿X向运动，Y向电机的机体安装在第一移动板上，Y向电机的输出轴与第二移动板固定连接并带动第一移动板沿Y向运动，Z向电机的机体安装在第二移动板上，Z向电机的输出轴与第三移动板固定连接；上述插臂152固定在该第三移动板上；如此，通过X向电机、Y向电机和Z向电机实现插臂152的移动；上述的机械臂151也可采用现有的三轴联动机构或多轴机械臂151，此处不再对机械臂151的具体结构进行赘述。

再者，如图1所示，还可在盒体的顶面12设置相机标定物130，该相机标定物130可为横截面呈三角形的凹槽或者L型的凹槽；如此，通过在机械手150上安装摄像头，摄像头对相机标定物130的识别可实现坐标的确定，从而便于外部机械手150的插臂152准确插入该插取孔160内；实际使用过程中，本框架物料盒的存放在外部储物架上时，本框架物料盒的盒体10露出于储物架的面积可能较小，导致盒体10供摄像头识别的区域较窄，此时，可将相机标定物130设置为狭长的L型，并根据实际需求将相机标定物130设置在标定物可露出于外部储物架的部分上，从而便于摄像头充分识别相机标定物130。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种框架物料盒，其特征在于：包括

盒体；所述盒体具有用于存放框架的存放腔，并开设有连通所述存放腔与外部的进出口，所述进出口能够供框架进出；所述盒体的底面开设有槽口均向下的第一限位槽和第二限位槽；

挡杆；所述挡杆上还设置有限位部；所述挡杆安装在所述盒体上，并可相对所述盒体转动和上下运动；所述挡杆转动时能够联动所述限位部在对应所述第一限位槽的位置和对应所述第二限位槽的位置之间移动；在所述限位部对应所述第一限位槽时，所述挡杆挡于所述进出口，以阻止框架通过所述进出口进出所述存放腔；在所述限位部移动至对应所述第二限位槽时，所述挡杆避开所述进出口，以使框架能够通过所述进出口进出所述存放腔；所述挡杆相对所述盒体向下转动时，能够联动所述限位部脱离所述第一限位槽或所述第二限位槽；所述挡杆相对所述盒体向上转动时，能够联动所述限位部插装于所述第一限位槽或所述第二限位槽；

弹性元件；所述弹性元件用于提供促使所述挡杆相对所述盒体向上转动，以使所述限位部保持插装于所述第一限位槽或所述第二限位槽内的弹性应力。

2.如权利要求1所述的框架物料盒，其特征在于：所述盒体的底面形成有位于所述第一限位槽一侧的缓冲斜面，所述缓冲斜面位于所述限位部的运动轨迹上并用于供所述限位部活动接触；所述缓冲斜面从其靠近所述第一限位槽的一侧至其另一侧逐渐向下倾斜。

3.如权利要求1所述的框架物料盒，其特征在于：所述盒体的顶面设置有第一限位结构，所述盒体的底面设置有第二限位结构，所述第一限位结构和所述第二限位结构能够匹配插装。

4.如权利要求1所述的框架物料盒，其特征在于：所述框架物料盒还包括盖板，所述盖板可拆卸地安装在所述盒体上并能够封堵所述进出口。

5.如权利要求4所述的框架物料盒，其特征在于：所述盒体的相对两外侧面分别开设有贯通所述盒体上端的插接槽；所述盖板的相对两侧分别设置有L型的插接板，两个所述插接板相对设置并用于与两个所述插接槽一一对应设置；所述插接板的其中一侧固定在所述盖板上，另一侧能够活动插接于对应所述插接槽内。

6.如权利要求1所述的框架物料盒，其特征在于：所述盒体的顶面设置有RFID标签，所述RFID标签与所述盒体的顶面之间设置有绝缘垫片。

7.如权利要求1所述的框架物料盒，其特征在于：所述弹性元件为弹簧，所述弹簧的两端分别抵于所述挡杆和所述盒体上。

8.如权利要求1所述的框架物料盒，其特征在于：所述存放腔的腔壁开设有供框架活动插装以承托框架的水平支撑槽；所述水平支撑槽靠近所述进出口的一端形成有供框架进出的通口。

9.一种框架物料盒搬运设备，用于搬运如权利要求1-8任一项所述的框架物料盒，其特征在于：包括机械手，所述机械手包括机械臂和插臂；所述机械臂与所述插臂传动连接，并用于带动所述插臂分别沿X、Y、Z轴三向运动；所述盒体的侧面贯穿有插取孔，所述插取孔用于供所述插臂插入。

10.如权利要求9所述的框架物料盒搬运设备，其特征在于：所述存放腔的顶壁开设有开口朝下的定位插槽，所述插臂上设置有定位块；在所述插臂插入所述插取孔时，所述定位块能够与所述定位插槽插装配合。

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