一种全自动芯片剥离机及其工作方法与流程

本发明涉及一种剥离机，尤其涉及一种全自动芯片剥离机及其工作方法。

背景技术：

射频识别(radiofrequencyidentification，rfid)技术是通过射频信号识别目标对象并获取相关数据的非接触式自动识别技术。与条形码技术相比，射频识别技术具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、识别距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息可更改等诸多优点，因而是未来最有发展前景的信息技术之一。

射频识别标签封装设备由基板输送模块、检测模块、点胶模块、贴装模块和热压模块组成，其中，贴装模块中的剥离装置实现了芯片从晶元盘上的剥离。

剥离装置按芯片剥离的方式分为真空剥离和顶起剥离。顶针剥离设计和运动规划的不合理有可能导致芯片的直接碎裂失效，直接影响产品的合格率。例如专利号为201310165723.2，名称为一种ic芯片安全剥离装置的发明，采用顶针来剥离芯片，专利号为201310716769.9，名称为一种多顶针芯片剥离装置的发明，采用多顶针来剥离芯片，这两件专利中的顶针对芯片产生集中应力作用，对于面积较大，厚度较薄的芯片，芯片容易发生碎裂，损伤芯片。专利申请号为201510127933.1，名称为剥离装置及利用该装置剥离芯片封装体表面盖层的方法，是通过在剥离装置中设置真空吸嘴头来剥离芯片，对于大面积、厚度薄的芯片剥离其工作效率较低，无法实现广泛使用。

因此，有必要提供一种能够实现面积大、厚度薄的芯片剥离、工作效率高并且能避免剥离过程中芯片损坏的全自动芯片剥离机及其工作方法。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全自动芯片剥离机，包括设置于同一平台上的槽式料箱上料机构、刮边料机构、刮芯片机构、收空盘机构和膜盘多工位搬送翻转机构，所述槽式料箱上料机构、刮边料机构、刮芯片机构和收空盘机构依次并排设置于所述膜盘多工位搬送翻转机构的同侧，其中，

所述槽式料箱上料机构用于将槽式料箱在上料位、待料位、工作位和出料位之间进行传送，

所述刮边料机构用于清除并收集芯片周围的边料，

所述刮芯片机构用于剥离并收集膜上芯片，

所述收空盘机构用于回收空膜盘，

所述膜盘多工位搬送翻转机构用于将膜盘在入盘工位、边料清除工位、芯片剥离工位和收空盘工位之间进行搬送翻转。

进一步地，所述槽式料箱上料机构包括槽式料箱上料定位组件、槽式料箱搬送组件、槽式料箱上下料抓手、膜盘推出组件、膜盘抓取出料组件和回收槽式料箱传送带，

所述槽式料箱上料定位组件、槽式料箱搬送组件和膜盘推出组件依次并排设置，所述槽式料箱上料定位组件设置在所述回收槽式料箱传送带上方，所述膜盘推出组件与所述膜盘抓取出料组件配合将膜盘从槽式料箱推出。

进一步地，所述刮边料机构包括刮边料平台组件、刮边料组件，所述刮边料组件为两个，两个所述刮边料组件设置在所述刮边料平台组件的相邻两侧，

所述刮边料组件包括刮刀座组件、活动板、随动凸轮，所述刮刀座组件和所述随动凸轮设置在所述活动板上。

优选地，所述刮刀座组件包括刀片、刀片座、挡片、固定座、感应器安装片、极限位置传感器，所述刀片设置于所述刀片座下方，所述感应器安装片设置在所述固定座上，所述极限位置传感器固定设置在所述感应器安装片上。

进一步地，所述刮芯片机构包括刮芯片平台组件、刮芯片组件和移动平台组件，所述刮芯片平台组件和所述刮芯片组件设置在所述移动平台组件上，

所述刮芯片组件包括升降气缸、活动板、上刮刀、下刮刀组件、支撑板和配重块，所述升降气缸和所述上刮刀设置在所述活动板上，所述配重块设置在所述支撑板上。

优选地，所述下刮刀组件包括轴承、滚轴和下刮刀，所述滚轴通过所述轴承固定设置在刀座上。

进一步地，所述收空盘机构包括底座板，所述底座板上设置有对射传感器、升降托板和导向杆，所述底座板下方设置有直线轴承、电机、同步带、丝杠和限位传感器，所述对射传感器和所述导向杆设置在所述升降托板四周。

进一步地，所述膜盘多工位搬送翻转机构包括第一搬送取手组件、第二搬送翻转取手组件和双x轴运动平台，所述第一搬送取手组件、所述第二搬送翻转取手组件分别与所述双x轴运动平台连接并设置在所述双x轴运动平台同侧，

所述第一搬送取手组件包括真空吸盘和z轴移动平台，

所述第二搬送翻转取手组件包括气缸、夹爪，

所述双x轴运动平台包括移动平台、直线滑轨、光电传感器，所述移动平台设置在所述直线滑轨上，所述光电传感器设置在所述直线滑轨内。

进一步地，所述第二搬送翻转取手组件包括升降气缸、直线轴承、导杆、旋转气缸、主夹爪，所述升降气缸设置于底板上，所述导杆通过所述直线轴承与底板固定连接，所述旋转气缸与所述主夹爪通过轴承连接。

一种全自动芯片剥离机的工作方法，包括如下步骤：

s1、将装满膜盘的槽式料箱置于槽式料箱上料定位组件上，

s2、槽式料箱搬送组件将槽式料箱移动至工作位，

s3、槽式料箱上下料抓手与膜盘推出组件配合将膜盘从槽式料箱推出，膜盘全部推出后，回收槽式料箱传送带将空槽式料箱回收，

s4、膜盘抓取出料组件将膜盘移动到出料轨道上后，第一搬送取手组件将膜盘移动到边料清除工位，刮边料机构将膜上边料刮起并收集，

s5、第二搬送翻转取手组件将膜盘顺时针旋转180°，并将膜盘移动到芯片剥离工位，刮芯片机构将膜上芯片剥离并收集，

s6、第二搬送翻转取手组件将膜盘逆时针旋转180°，并将膜盘移动到收空盘工位，收空盘机构回收空膜盘。

实施本发明，具有如下有益效果：

(1)本发明全自动芯片剥离机的刮芯片机构，适用面积大、厚度薄的芯片剥离，通过上下刮刀配合将膜绷紧使芯片剥离，避免芯片被刮伤或者损坏，有效地保护了芯片。

(2)本发明提供的膜盘多工位搬送翻转机构，第一搬送取手组件和第二搬送翻转取手组件同时工作互不干扰，实现了膜盘在入盘工位、边料清除工位、芯片剥离工位和收空盘工位的自动搬送及翻转，极大地提高了工作效率。

(3)本发明的全自动芯片剥离机，能同时存储三个装满膜盘的槽式料箱，实现了装膜盘的槽式料箱自动上料，在工作位膜盘自动出料以及空槽式料箱自动回收送出。

(4)本发明提供的刮边料机构，能够有效地清除膜上芯片周围的边料，不损伤芯片。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图1是本发明的全自动芯片剥离机的整体结构示意图；

图2是本发明槽式料箱上料机构一个实施例结构示意图；

图3是本发明槽式料箱上料机构对应的工位布局图；

图4是本发明槽式料箱搬送组件一个实施例结构爆炸图；

图5是本发明槽式料箱上下料抓手一个实施例结构示意图；

图6是本发明膜盘推出组件一个实施例结构示意图；

图7是本发明膜盘抓取出料组件一个实施例结构示意图；

图8是本发明回收槽式料箱传送带一个实施例结构示意图；

图9是本发明刮边料机构一个实施例结构示意图；

图10是本发明刮边料平台组件一个实施例结构示意图；

图11是本发明刮边料组件一个实施例结构示意图；

图12是本发明刮边料组件一个实施例结构爆炸图；

图13是本发明刮刀座组件一个实施例结构示意图；

图14是本发明刮刀座组件一个实施例结构爆炸图；

图15是本发明刮芯片机构一个实施例结构示意图；

图16是本发明刮芯片组件一个实施例结构示意图；

图17是本发明刮芯片组件一个实施例结构爆炸图；

图18是本发明下刮刀组件一个实施例结构爆炸图；

图19是本发明刮芯片原理图；

图20是本发明收空盘机构一个实施例结构示意图；

图21是本发明膜盘多工位搬送翻转机构一个实施例结构示意图；

图22是本发明膜盘多工位搬送翻转机构对应的工位布局图；

图23是本发明第一搬送取手组件一个实施例结构示意图；

图24是本发明第二搬送翻转取手组件一个实施例结构示意图；

图25是本发明第二搬送翻转取手组件一个实施例结构爆炸图；

图26是本发明双x轴运动平台一个实施例结构示意图。

图中：100-槽式料箱上料机构，110-槽式料箱上料定位组件，120-槽式料箱搬送组件，121-托起搬送模块，122-升降气缸，123-电机，124-直线滑轨，125-同步带，130-槽式料箱上下料抓手，131-升降电机，132-丝杆，133-移动气缸，134-槽式料箱托板，135-直线滑轨，140-膜盘推出组件，141-推杆驱动电机，142-推杆，143-同步带，144-直线滑轨，145-底座，150-膜盘抓取出料组件，151-夹手，152-夹手气缸，153-出料轨道，154-光电传感器，155-限位块，156-驱动电机，157-同步带，158-直线滑轨，159-丝杆，160-回收槽式料箱传送带，161-出料托板，162-光电传感器，163-驱动电机，164-皮带，165-支座，200-刮边料机构，210-刮边料平台组件，211-真空吸托板座，212-真空吸托板，213-光电传感器，214-吹气头，215-随动凸轮轨道，216-边料挡边，217-边料挡边，218-边料收集盒，220-刮边料组件，221-刮刀座组件，222-活动板，2210-刀片，2211-一级刀片座，2212-二级刀片座，2213-挡片，2214-固定座，2215-感应器安装片，2216-极限位置传感器，2217-直线滑轨，2218-弹簧导向杆，2219-缓冲弹簧，223-随动凸轮，224-吹气管，225-丝杆，226-位置传感器，227-步进电机，228-移动载板，300-刮芯片机构，310-刮芯片平台组件，320-刮芯片组件，321-总升降气缸，322-活动板，323-上刮刀，324-下刮刀第一升降气缸，325-下刮刀组件，3250-轴承，3251-滚轴，3252-下刮刀，326-下刮刀第二升降气缸，327-支撑板，328-配重块，330-移动平台组件，400-收空盘机构，401-对射传感器，402-升降托板，403-导向杆，404-底座板，405-直线轴承，406-电机，407-同步带，408-丝杠，409-限位传感器，500-膜盘多工位搬送翻转机构，510-第一搬送取手组件，511-真空吸盘，512-真空压力开关，513-z轴移动平台，520-第二搬送翻转取手组件，521-升降气缸，522-直线轴承，523-导杆，524-夹料气缸，525-直线滑轨，526-旋转气缸，527-主夹爪，528-副夹爪，530-双x轴运动平台，531-第一驱动电机，532-第一传动同步带，533-第一移动平台，534-直线滑轨，535-光电传感器，536-第二移动平台，537-第二驱动电机，538-第二传动同步带。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明是这样来实现的，包括设置于同一平台上的槽式料箱上料机构100、刮边料机构200、刮芯片机构300、收空盘机构400和膜盘多工位搬送翻转机构500，所述槽式料箱上料机构100、刮边料机构200、刮芯片机构300和收空盘机构400依次并排设置于所述膜盘多工位搬送翻转机构500的同侧，其中，

所述槽式料箱上料机构100用于将槽式料箱在上料位、待料位、工作位和出料位之间进行传送，

所述刮边料机构200用于清除并收集芯片周围的边料，

所述刮芯片机构300用于剥离并收集膜上芯片，

所述收空盘机构400用于回收空膜盘，

所述膜盘多工位搬送翻转机构500用于将膜盘在入盘工位、边料清除工位、芯片剥离工位和收空盘工位之间进行搬送翻转。

在本发明所涉及的各个关键部件的具体实施如下：

其中，槽式料箱上料机构100的实施例结构如图2、图3所示，槽式料箱上料机构100包括槽式料箱上料定位组件110、槽式料箱搬送组件120、槽式料箱上下料抓手130、膜盘推出组件140、膜盘抓取出料组件150和回收槽式料箱传送带160，槽式料箱上料定位组件110设置在回收槽式料箱传送带160上方。

槽式料箱搬送组件120的实施例结构如图4所示，槽式料箱搬送组件120包括托起搬送模块121、升降气缸122、电机123、直线滑轨124和同步带125，升降气缸122设置在托起搬送模块121下方并控制托起搬送模块121升降。

槽式料箱上下料抓手130的实施例结构如图5所示，槽式料箱上下料抓手130包括升降电机131、丝杆132、移动气缸133、槽式料箱托板134和直线滑轨135，升降电机131控制槽式料箱托板134在直线滑轨135上下滑动。

膜盘推出组件140的实施例结构如图6所示，膜盘推出组件140包括推杆驱动电机141、推杆142、同步带143、直线滑轨144和底座145，推杆142设置在直线滑轨144上，推杆142能够在直线滑轨144上滑动。

膜盘抓取出料组件150的实施例结构如图7所示，膜盘抓取出料组件150包括夹手151、夹手气缸152、出料轨道153、光电传感器154、限位块155、驱动电机156、同步带157、直线滑轨158和丝杆159，夹手151与夹手气缸152连接，驱动电机156驱动夹手151伸出收回。

回收槽式料箱传送带160的实施例结构如图8所示，回收槽式料箱传送带160包括出料托板161、光电传感器162、驱动电机163、皮带164、支座165，光电传感器162设置在皮带164上，回收槽式料箱传送带160用于回收空槽式料箱，光电传感器162感应到槽式料箱时，槽式料箱上下料抓手130不能将空槽式料箱放到回收槽式料箱传送带160上。

其中，刮边料机构200的实施例结构如图9所示，刮边料机构200包括刮边料平台组件210、刮边料组件220，刮边料组件220为两个，两个刮边料组件220设置在刮边料平台组件210的相邻两侧，

刮边料平台组件210的实施例结构如图10所示，刮边料平台组件210包括真空吸托板座211、真空吸托板212、光电传感器213、吹气头214、随动凸轮轨道215、边料挡边216、边料挡边217和边料收集盒218；真空吸托板212设置在真空吸托板座211上，边料挡边216和边料挡边217分别设置在刮边料平台组件210的另外相邻两侧，边料收集盒218设置在真空吸托板座211下方，

刮边料组件220的实施例结构如图11、图12所示，刮边料组件220包括刮刀座组件221、活动板222、随动凸轮223、吹气管224、丝杆225、位置传感器226、步进电机227和移动载板228，刮刀座组件221和随动凸轮223设置在活动板222上，刮刀座组件221的数量根据膜上芯片确定。

刮刀座组件221的实施例结构如图13、图14所示，刮刀座组件221包括刀片2210、一级刀片座2211、二级刀片座2212、挡片2213、固定座2214、感应器安装片2215、极限位置传感器2216、直线滑轨2217、弹簧导向杆2218和缓冲弹簧2219，刀片2210安装在二级刀片座2212下方，感应器安装片2215设置在固定座2214上，极限位置传感器2216固定设置在感应器安装片2215上，刀片2210与膜的距离为0.1mm。

其中，刮芯片机构300的实施例结构如图15所示，刮芯片机构300包括刮芯片平台组件310、刮芯片组件320和移动平台组件330，刮芯片平台组件310和刮芯片组件320设置在移动平台组件330上，

刮芯片组件320的实施例结构如图16、图17所示，刮芯片组件320包括总升降气缸321、活动板322、上刮刀323、下刮刀第一升降气缸324、下刮刀组件325、下刮刀第二升降气缸326、支撑板327和配重块328，总升降气缸321和上刮刀323设置在活动板322上，配重块328设置在支撑板327上，总升降气缸321控制上刮刀323和下刮刀组件325同时升降，下刮刀第一升降气缸324和下刮刀第二升降气缸326同时控制下刮刀组件325，上刮刀323压在膜上表面，其压力大小通过配重块328控制。

下刮刀组件325的实施例结构如图18所示，下刮刀组件325包括轴承3250、滚轴3251和下刮刀3252，滚轴3251通过轴承3250固定设置在刀座上，下刮刀3252压在膜下表面。刮芯片原理如图19所示，通过上刮刀323和下刮刀3252将膜绷紧使芯片剥离。

本发明还对收空盘机构400进行了优化，收空盘机构400的实施例结构如图20所示，收空盘机构400包括底座板404，底座板404上设置有对射传感器401、升降托板402和导向杆403，底座板404下方设置有直线轴承405、电机406、同步带407、丝杠408和限位传感器409，对射传感器401和导向杆403设置在升降托板402四周。

其中，膜盘多工位搬送翻转机构500的实施例结构如图21、图22所示，膜盘多工位搬送翻转机构500包括第一搬送取手组件510、第二搬送翻转取手组件520和双x轴运动平台530，第一搬送取手组件510、第二搬送翻转取手组件520分别与双x轴运动平台530连接并设置在双x轴运动平台530同侧，

第一搬送取手组件510的实施例结构如图23所示，第一搬送取手组件510包括真空吸盘511、真空压力开关512和z轴移动平台513，

第二搬送翻转取手组件520的实施例结构如图24、图25所示，第二搬送翻转取手组件520包括升降气缸521、直线轴承522、导杆523、夹料气缸524、直线滑轨525、旋转气缸526、主夹爪527和副夹爪528，所述升降气缸521设置于底板上，所述导杆523通过所述直线轴承522与底板固定连接，所述旋转气缸526与所述主夹爪527通过轴承连接。

双x轴运动平台530的实施例结构如图26所示，双x轴运动平台530包括第一驱动电机531、第一传动同步带532、第一移动平台533、直线滑轨534、光电传感器535、第二移动平台536、第二驱动电机537和第二传动同步带538，第一移动平台533和第二移动平台536设置在直线滑轨534上，光电传感器535设置在直线滑轨534内。

一种全自动芯片剥离机的工作方法，包括如下步骤：

s1、操作员将装满膜盘的槽式料箱放在槽式料箱上料定位组件110上，槽式料箱上料定位组件110判断槽式料箱是否处于正确位置，并对其进行调整使其处于正确位置，

s2、槽式料箱处于正确位置，电机123驱动托起搬送模块121将槽式料箱移动至槽式料箱上料定位组件110下方，升降气缸122将槽式料箱顶起并脱离槽式料箱上料定位组件110，电机123驱动托起搬送模块121将槽式料箱移动至待料位，

s3、移动气缸133将槽式料箱上下料抓手130带动至待料位，升降电机131驱动槽式料箱托板134将槽式料箱托起并脱离托起搬送模块121，移动气缸133将槽式料箱带动至工作位，升降电机131驱动槽式料箱托板134下降，配合推杆驱动电机141驱动推杆142将膜盘逐一从槽式料箱推出至入盘工位，当膜盘全部推出后，槽式料箱上下料抓手130将空槽式料箱放到回收槽式料箱传送带160上，回收槽式料箱传送带160将槽式料箱移动至出料托板161上，操作员取走槽式料箱，

s4、第一移动平台533驱动第一搬送取手组件510到入盘工位上方，z轴移动平台513驱动真空吸盘511向下移动吸住膜盘并升起，第一移动平台533驱动第一搬送取手组件510到边料清除工位上方，z轴移动平台513驱动真空吸盘511向下移动将膜盘放到真空吸托板212上，光电传感器213感应到膜盘，真空吸托板座211将膜盘定位吸平，步进电机227驱动丝杆225使刮刀座组件221下降并驱动刀片2210将边料刮起，吹气管224与吹气头214配合，将边料吹进边料收集盒218中，

s5、升降气缸521带动主夹爪527和副夹爪528下降，与膜盘在同一平面上，夹料气缸524带动主夹爪527和副夹爪528夹紧膜盘，升降气缸521带动膜盘被夹起，旋转气缸526带动主夹爪527顺时针旋转180°，膜盘和副夹爪528随之顺时针旋转180°，第二移动平台536带动第二搬送翻转取手组件520到芯片剥离工位上方，升降气缸521将膜盘放到芯片剥离工位上，夹料气缸524带动主夹爪527和副夹爪528松开膜盘，升降气缸521带动主夹爪527和副夹爪528升起，将膜盘放到刮芯片平台组件310上，移动平台组件330带动刮芯片组件320移动到膜盘上方，总升降气缸321带动上刮刀323和下刮刀组件325下降，下刮刀第一升降气缸324和下刮刀第二升降气缸326同时上升带动下刮刀组件325上升，上刮刀323、下刮刀组件325分别压在膜上、下表面，上刮刀323和下刮刀组件325将膜绷紧使芯片剥离，

s6、升降气缸521带动主夹爪527和副夹爪528下降，与膜盘在同一平面上，夹料气缸524带动主夹爪527和副夹爪528夹紧膜盘，升降气缸521带动膜盘被夹起，旋转气缸526带动主夹爪527逆时针旋转180°，膜盘和副夹爪528随之逆时针旋转180°，第二移动平台536驱动第二搬送翻转取手组件520到收空盘工位上方，夹料气缸524带动主夹爪527和副夹爪528松开膜盘，升降气缸521带动主夹爪527和副夹爪528升起，将膜盘放在升降托板402上，当膜盘堆叠升高使对射传感器401感应到时，电机406带动丝杠408使升降托板402下降到对射传感器401感应不到的位置，升降托板402下降到接近底座板404时，限位传感器409提示操作员取走膜盘。

实施本发明，具有如下有益效果：

(1)本发明全自动芯片剥离机的刮芯片机构，适用面积大、厚度薄的芯片剥离，通过上下刮刀配合将膜绷紧使芯片剥离，避免芯片被刮伤或者损坏，有效地保护了芯片。

(2)本发明提供的膜盘多工位搬送翻转机构，第一搬送取手组件和第二搬送翻转取手组件同时工作互不干扰，实现了膜盘在入盘工位、边料清除工位、芯片剥离工位和收空盘工位的自动搬送及翻转，极大地提高了工作效率。

(3)本发明的全自动芯片剥离机，能同时存储三个装满膜盘的槽式料箱，实现了装膜盘的槽式料箱自动上料，在工作位膜盘自动出料以及空槽式料箱自动回收送出。

(4)本发明提供的刮边料机构，能够有效地清除膜上芯片周围的边料，不损伤芯片。

以上所述是本发明的优选实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。