CN212862951U - 一种高效自动排片机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效自动排片机，包括四头移载机构，所述四头移载机构分为左双头移载机构和右双头移载机构，依次设置为移载支撑单元、左移载拾取单元、左晶片移载拾取单元、右移载平移单元、右晶片移载拾取单元；左晶片移载拾取单元安装在左移载平移单元上，相同对称结构，右晶片移载拾取单元安装在右移载平移单元，左移载拾取单元和左移载拾取单元均固定在移载支撑单元上；与所述四头移载机构配合设置的有供收料盘机构，与供收料盘机构配合设置的有取放料机构。本实用新型根据各机构间的精确配合，可顺利实现空料盘供给、晶片筛散供料、不良品回收、视觉定位、高速移载、满料盘收纳等功能，并可以稳定的实现上述工艺的全部要求。

Description

一种高效自动排片机

技术领域

本实用新型属于微电子器件生产装备制造技术领域，具体涉及一种高效自动排片机。

背景技术

当今科学技术进入了信息化时代，信息化的电子产品的迅猛发展，直接带动了电子器件制造的快速发展，同时也对电子器件制造提出了越来越高的要求，高效自动排片机是电子器件制造厂应用较多的核心设备之一，其性能及效率直接影响到电子器件的发展，传统的排片机生产效率低，生产小尺寸产品时性能不稳定，为了改变上述情况，迫切需要研发一款成本低、品质高、性能稳定的自动化设备，即高效自动排片机。

实用新型内容

本部分的目的是在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高效自动排片机，包括四头移载机构，所述四头移载机构分为左双头移载机构和右双头移载机构，依次设置为移载支撑单元、左移载拾取单元、左晶片移载拾取单元、右移载平移单元、右晶片移载拾取单元。左晶片移载拾取单元安装在右移载平移单元上，相同对称结构，右晶片移载拾取单元安装在右移载平移单元，左移载拾取单元和左移载拾取单元均固定在移载支撑单元上；所述左移载拾取单元和右移载平移单元采用直线电机驱动、光栅尺测距结构，所述左晶片移载拾取单元和右晶片移载拾取单元为气动吸嘴结构。与所述四头移载机构配合设置的有供收料盘机构，与供收料盘机构配合设置的有取放料机构，与取放料机构配合设置的有筛料机构、下CCD视觉识别机构、上CCD视觉定位机构和不良品回收机构。

进一步的，所述供收料盘机构包括自动升降单元、弹匣单元和料盘检查单元。所述自动升降单元为电机丝杠结构，包括动力装置、伸缩装置和检测装置；所述弹匣单元包括承载装置和限位装置；所述料盘检查单元包括支撑装置和对射感应装置。

进一步的，所述取放料机构包括料盘转接单元、定位料盘单元和下吸附单元。所述料盘转接单元包括导向装置和检测装置；所述定位料盘单元包括定位夹紧装置、运动进给装置和动力装置，定位夹紧装置采用气缸夹紧结构，动力装置由电机驱动模组提供动力；所述下吸附单元包括吸附装置和真空装置，真空由真空管道或鼓风机提供。

进一步的，所述筛料机构包括筛料运动单元、承载单元、散料盘单元和检测单元。所述筛料运动单元包括支撑装置、进给装置和动力装置，动力装置由电机驱动模组提供动力；所述承载单元包括支撑装置、限位装置和加紧装置；所述检测单元包括固定装置和对射感应装置。

进一步的，所述下CCD视觉识别机构包括左下CCD视觉识别机构和右下CCD视觉识别机构，只是位置不同，结构原理相同，均采用CCD视觉检测，包括下CCD视觉采集单元、下同轴光源单元、下环形光源单元和下CCD固定单元。

进一步的，所述上CCD视觉定位机构，依次设置为支撑单元、左移载拾取单元、左上CCD视觉单元、右平移单元、右上CCD视觉单元。所述左/右平移单元由电机驱动模组提供动力；左上CCD视觉单元与右上CCD视觉单元结构原理相同，均采用CCD视觉检测，包括上CCD视觉采集装置、同轴光源装置和环形光源装置。

进一步的，所述不良品回收机构包括不良品支撑单元、不良品承载单元和防带料单元。所述不良品支撑单元包括托起装置和夹紧装置；所述防带料单元包括调节装置、吹气装置和吹气控制装置。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下。

1、本实用新型根据各机构间的精确配合，可顺利实现空料盘供给、晶片筛散供料、不良品回收、视觉定位、高速移载、满料盘收纳等功能，并可以稳定的实现上述工艺的全部要求，本结构排放晶片效率高、精准，料盘和晶片筛散供给效率高，更换料盘时不用停机，视觉定位使产品的性能稳定，插入率高，因此整个设备生产效率和可靠性极高；

2、结构紧凑、性价比高，可兼容不同的机种、料盘、晶片，目前此款设备适合不同尺寸产品，最大可做至7050，最小可做至1612，此设备技术的开发可应用在电子行业的其它产品上；

3、机种切换采用档案提调自动切换设计，供收料盘采用提篮设计，筛料采用筛幅和筛频可调节结构，采用高精度视觉判断系统和四个吸嘴左右逻辑计算吸放晶片增加了本实用新型的精度、可靠性和高效性，本实用新型包含机架机构、供收料盘机构、取放料机构、筛料机构、下CCD视觉机构、上CCD视觉机构、四头移载机构和不良品回收机构等功能性装置。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是一种高效自动排片机中正视的结构示意图；

图2是一种高效自动排片机中供收料盘机构的结构示意图；

图3是一种高效自动排片机中取放料机构的结构示意图；

图4是一种高效自动排片机中筛料机构的结构示意图；

图5是一种高效自动排片机中下CCD视觉识别机的结构示意图；

图6是一种高效自动排片机中上CCD视觉定位机构的结构示意图；

图7是一种高效自动排片机中四头移载机构的结构示意图；

图8是一种高效自动排片机中不良品回收机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-8，本实用新型提供以下技术方案：一种高效自动排片机，包括四头移载机构1006，所述四头移载机构1006分为左双头移载机构和右双头移载机构，依次设置为移载支撑单元6001、左移载拾取单元6002、左晶片移载拾取单元6003、右移载平移单元6004、右晶片移载拾取单元6005；左晶片移载拾取单元6003安装在左移载拾取单元6002上，相同对称结构，右晶片移载拾取单元6005安装在右移载平移单元6002，左移载拾取单元6002和左移载拾取单元6002都固定在移载支撑单元6001上；所述左移载拾取单元6002和右移载平移单元6004采用直线电机驱动、光栅尺测距结构，所述左晶片移载拾取单元6003和右晶片移载拾取单元6005为旋转中空电机加气动吸嘴结构；与所述四头移载机构1006配合设置的有供收料盘机构1001，与供收料盘机构1001配合设置的有取放料机构1002，与取放料机构1002配合设置的有筛料机构1003、不良品回收机构1007、上CCD视觉机构1005和下CCD视觉机构1004。

在图2中，供收料盘机构1001包括自动升降单元2001、弹匣单元2002和料盘检查单元2003。弹匣单元2002弹匣单元包括承载装置和限位装置，置于自动升降机构2001之上；自动升降机构2001为电机丝杠结构，包括动力装置、伸缩装置和检测装置，检测装置安装在伸缩装置顶板上，由动力装置带动伸缩装置实现弹匣单元2002上下移动；料盘检查单元2003包括支撑装置和对射感应装置，对射感应装置安装在支撑装置上，位置料盘出口侧。

在图3中，取放料机构1002包括料盘转接单元3001、定位料盘单元3002和下吸附单元3003。料盘转接单元3001包括导向装置和检测装置，检测装置位于导向装置左侧固定，料盘转接单元3001固定在定位料盘3002单元前端，与弹匣单元2002承接料盘，下吸附单元3003安装在定位料盘单元3002的末端，与真空管路连接，真空由真空管道或鼓风机提供。

在图4中，筛料机构1003包括筛料运动单元4001、承载单元4002、散料盘单元4003和检测单元4004。承载单元4002安装在散料运动单元4001上，包括支撑装置、限位装置和加紧装置；散料盘单元4003放于支撑装置上，由限位装置和加紧装置对其固定；检测单元4004固定于四头移载机构1006的支撑单元6001上。

在图5中，下CCD视觉识别机构1004包括左下CCD视觉识别补偿机构和右下CCD视觉识别补偿机构，只是位置不同，结构原理相同，均采用CCD视觉检测，包括下CCD视觉检测装置5001、下同轴光源装置5002、下环形光源装置5003和下CCD固定装置5004；依次的下CCD视觉采集装置5001安装在下CCD固定装置5004的底部，下同轴光源装置5002安装在中间，环形光源装置5003安装在顶部。

在图7中，上CCD视觉定位机构1005，依次设置为支撑单元7001、左移载拾取单元7002、左上CCD视觉单元7003、右平移单元7004、右上CCD视觉单元7005。左上CCD视觉机构7002安装在左平移机构7003上，随左平移机构7003一起运动；右上CCD视觉机构7003安装在右平移机构7004上，随右平移机构7004一起运动；左移载拾取单元7002和右平移单元7004安装在支撑机构7001的同一平面上，左移载拾取单元7002和右平移单元7004由电机驱动模组提供动力；左上CCD视觉单元7003与右上CCD视觉单元7005结构原理相同，均采用CCD视觉检测，包括CCD视觉采集装置、同轴光源装置和环形光源装置。

在图8中，不良品回收机构1007包括不良品承载单元8001、支撑单元8002和防带料单元8003。不良品承载单元8001置于托起单元上，并由夹紧单元固定；支撑单元8002包括托起装置和夹紧装置，不良品承载单元8001置于托起装置和夹紧装置之间；防带料单元8003安装于支撑单元上方，包括调节装置、吹气装置和吹气控制装置，吹气装置由气管连接过吹气装置到吹气控制装置。

本实施方案中：供收料盘机构1001包括自动升降单元2001、弹匣单元2002和料盘检查单元2003。弹匣单元2002采用分层结构，置于自动升降机构2001之上；自动升降机构2001为电机丝杠结构，包括动力装置、伸缩装置和检测装置；检测装置安装在伸缩装置顶板上，用于检测自动升降单元2001，由动力装置带动伸缩装置实现弹匣单元2002上下移动，实现每层料盘位置的快速切换，并与料盘转接单元3001对应；料盘出口侧装有料盘检查单元2003，采用对射传感技术检查每层料盘的有无。

取放料机构1002包括料盘转接单元3001、定位料盘单元3002和下吸附单元3003。料盘转接单元3001包括导向装置和检测装置，定位料盘3002单元包括定位夹紧装置、运动进给装置和动力装置，定位夹紧装置采用气缸夹紧结构，动力装置由电机驱动模组提供动力；下吸附单元3003安装在定位料盘单元3002的末端，真空由真空管道或鼓风机提供；定位料盘单元3002将料盘移至料盘转接单元3001的导向装置上，由检测装置检查反馈有无料盘，定位料盘3002单元的定位夹紧装置将料盘托起定位夹紧，由动力装置带动运动进给装置实现料盘进给，安装在定位料盘单元3002的末端的下吸附单元3003，对放入料盘的晶片有一定吸附作用，提高设备稳定性，提高晶片插入率。

筛料机构1003包括运动进给单元4001、承载单元4002、散料盘单元4003和检测单元4004。承载单元4002安装在筛料运动单元4001上，包括支撑装置、限位装置和加紧装置散料盘单元4003放于支撑装置上，由限位装置和加紧装置对其固定，且随着运动进给单元一同运动，动力装置由电机驱动模组提供动力；检测单元4004固定于四头移载机构1006的支撑单元6001上，检查散料盘单元4003是否有翘起现象。晶片放入散料盘单元4003中，由运动进给单元4001带动前后运动将晶片筛散。

上CCD视觉定位机构1005，依次设置为支撑单元7001、左移载拾取单元7002、左上CCD视觉单元7003、右平移单元7004、右上CCD视觉单元7005；左上CCD视觉机构7002安装在左平移机构7003上，由左平移机构7003带动横向运动，采集左散料盘单元4003中晶片的图像位置；右上CCD视觉机构7003安装在右平移机构7004上，由右平移机构7004带动，采集定位料盘3002单元中料盘的位置及右散料盘单元4003中晶片的位置的图像；左移载拾取单元7002和右平移单元7004安装在支撑机构7001的同一平面上；上CCD视觉单元包括上CCD视觉采集装置、上同轴光源装置、上环形光源装置和上CCD固定装置。依次的上CCD视觉采集装置安装在上CCD固定装置的顶部，上同轴光源单元安装在中间，环形光源单元安装在底部，快速准确的将上CCD视觉采集装置采集到的图像进行视觉取像，在此过程中上同轴光源装置和上环形光源装配合上CCD视觉采集部分视觉取像，

四头移载机构1006包括左双头移载机构和右双头移载机构，依次设置为移载支撑单元6001、左移载拾取单元6002、左晶片移载拾取单元6003、右移载平移单元6004、右晶片移载拾取单元6005；左晶片移载拾取单元6003安装在右移载平移单元6002上，相同对称结构，右晶片移载拾取单元6005安装在右移载平移单元6002，左移载拾取单元6002和左移载拾取单元6002都固定在移载支撑单元6001上；左移载拾取单元6002带动左晶片移载拾取单元6003快速移动，将晶片从左散料盘单元拾取晶片搬运到料盘上或不良品承载单元中，由电机驱动提供动力，实现将晶片从左散料盘单元拾取晶片搬运到料盘上，采用真空吸取的方式吸取晶片，实现将晶片从左散料盘单元拾取晶片，移载过程中通过左下CCD视觉识别机构进行识别，最终将良品晶片放到料盘上，将不良品晶片放到晶片不良品承载单元8001中，同样的，右移载平移单元6004带动左晶片移载拾取单元6005快速移动，依照逻辑顺序进行相似动作。

下CCD视觉识别机构1004包括左下CCD视觉识别机构和右下CCD视觉识别机构，只是位置不同，结构原理相同，均采用CCD视觉检测装置，包括下CCD视觉采集单元5001、下同轴光源单元5002、下环形光源单元5003和下CCD固定单元5004；依次的下CCD视觉采集单元5001安装在下CCD固定单元5004的底部，下同轴光源单元5002安装在中间，环形光源单元5003安装在顶部，快速准确的将下CCD视觉采集单元5001采集到的图像进行视觉取像，并进行偏差值的输出，在此过程中下同轴光源单元5002和下环形光源单元5003配合下CCD视觉采集单元5001视觉取像，系统对晶片图像与料盘晶片孔进行计算对比，移载平移单元和定位料盘单元对位置偏差进行补偿，晶片移载拾取单元对角度偏差进行补偿，确保拾取晶片准确放入料盘对应晶片孔中。

在实际操作的过程中，料盘排满晶片后，定位料盘单元3002将排满料盘移回料盘转接单元3001的导向装置上，再由料盘转接单元3001的导向装置上移回弹匣单元2002的原层位置中，进行下一循环动作。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高效自动排片机，包括四头移载机构，其特征在于：所述四头移载机构分为左双头移载机构和右双头移载机构，左双头移载机构包括移载支撑单元、左移载拾取单元、左晶片移载拾取单元，所述右双头移载机构包括右移载平移单元、右晶片移载拾取单元，所述左晶片移载拾取单元安装在左移载拾取单元上，所述右晶片移载拾取单元安装在右移载平移单元，所述左移载拾取单元和左移载拾取单元都固定在移载支撑单元上；所述左移载拾取单元和右移载平移单元为直线电机驱动和光栅尺测距结构，所述左晶片移载拾取单元与右晶片移载拾取单元为旋转中空电机和气动吸嘴结构；与所述四头移载机构配合设置的有供收料盘机构，供收料盘机构的上端设置有取放料机构，所述取放料机构的一侧设置有筛料机构、下CCD视觉识别机构、上CCD视觉定位机构和不良品回收机构。

2.根据权利要求1所述的一种高效自动排片机，其特征在于：所述供收料盘机构包括自动升降单元、弹匣单元和料盘检查单元，弹匣单元包括承载装置和限位装置，置于自动升降机构之上，所述自动升降机构为电机丝杠结构，其包括动力装置、伸缩装置和检测装置，检测装置安装在伸缩装置顶板上，所述料盘检查单元包括支撑装置和对射感应装置，对射感应装置安装在支撑装置上，位与供收料盘机构的出口处。

3.根据权利要求1所述的一种高效自动排片机，其特征在于：所述取放料机构包括料盘转接单元、定位料盘单元和下吸附单元；料盘转接单元包括导向装置和检测装置，检测装置位于导向装置左侧固定，料盘转接单元固定在定位料盘单元前端，与弹匣单元承接料盘，下吸附单元安装在定位料盘单元的末端，与真空管路连接。

4.根据权利要求1所述的一种高效自动排片机，其特征在于：所述筛料机构包括筛料运动单元、承载单元、散料盘单元和检测单元；承载单元安装在散料运动单元上，承载单元包括支撑装置、限位装置和加紧装置；散料盘单元位于支撑装置上，检测单元固定于四头移载机构的支撑单元上。

5.根据权利要求1所述的一种高效自动排片机，其特征在于：所述下CCD视觉识别机构包括两个CCD视觉识别补偿机构，下CCD视觉识别机构还包括下CCD视觉检测装置、下同轴光源装置、下环形光源装置和下CCD固定装置；依次的下CCD视觉采集装置安装在下CCD固定装置的底部，下同轴光源装置安装在中间，环形光源装置安装在顶部。

6.根据权利要求1所述的一种高效自动排片机，其特征在于：所述上CCD视觉定位机构上依次设置为支撑单元、左移载拾取单元、左上CCD视觉单元、右平移单元、右上CCD视觉单元；所述左上CCD视觉机构安装在左平移机构上，随左平移机构一起运动；右上CCD视觉机构安装在右平移机构上，随右平移机构一起运动；左移载拾取单元和右平移单元安装在支撑机构的同一平面上，左移载拾取单元和右平移单元上均设置有电机驱动模组；左上CCD视觉单元与右上CCD视觉单元结构原理相同。

7.根据权利要求1所述的一种高效自动排片机，其特征在于：所述不良品回收机构包括不良品承载单元、支撑单元和防带料单元；支撑单元包括托起装置和夹紧装置，不良品承载单元置于托起装置和夹紧装置之间；防带料单元安装于支撑单元上方，包括调节装置、吹气装置和吹气控制装置。

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