全自动三极管CLIP组装线及方法与流程

全自动三极管clip组装线及方法
技术领域
1.本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种全自动三极管clip组装线及方法。


背景技术：

2.目前半导体行业正高速发展，半导体封装技术也向着尺寸小，间距窄，散热快的方向发展。从各类封装形式的发展趋势来看，无引线封装的发展趋势日益好于有引线封装，因此在半导体生产时，多数企业都尝试将芯片上表面由引线键合焊接的方式转为clipbond(合片)的焊接方式，来提高产品的生产效率，降低制造成本，同时解决引线焊接时产生的虚焊和引线颈部断裂等问题来提高产品质量。在三极管的封装工艺中，传统技术中，一般分为多道工序独立完成，这就造成转运周期和各工位的等待时间过长，生产效率低下，同时增加了人力资源的浪费，同时多道工序使得三极管的封装存在更多质量隐患，产品的品质得不到保证。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是传统技术中，三极管的封装工艺中一般分为多道工序独立完成，这就造成转运周期和各工位的等待时间过长，生产效率低下，同时增加了人力资源的浪费，同时多道工序使得三极管的封装存在更多质量隐患，产品的品质得不到保证，本发明提供了一种全自动三极管clip组装线及方法来解决上述问题。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全自动三极管clip组装线，包括输送轨、出料架、取料臂和沿所述输送轨设置的点胶机构、固晶机构、合片机构和收料机构，所述出料架上放置有待封装的框架，所述取料臂能够在所述出料架和输送轨之间移动，并将所述出料架上的框架转运到所述输送轨上，所述输送轨的一侧设置有与所述输送轨平行的导向轨，所述导向轨上安装有能够沿所述导向轨移动的音圈电机，所述音圈电机上设有能够夹持所述框架的夹持机构；所述固晶机构用于将晶圆蓝膜上的芯片取出并安装到所述框架上；所述点胶机构包括框架点胶机构和芯片点胶机构，所述框架点胶机构用于对输送轨上的框架进行点胶操作，所述芯片点胶机构用于对安装到所述框架上的芯片进行点胶操作；所述合片机构用于将带状料片冲裁成跳线，并将所述跳线安装到点好胶的芯片上；所述收料机构用于将安装好芯片和跳线的框架填装到料盒中，并将多个装满的料盒排列在收料架上。
5.进一步地：所述夹持机构包括夹持气缸和二个夹块，所述夹持气缸的缸体固定安装在所述音圈电机上，二个所述夹块对称设置在所述夹持气缸上，所述夹持气缸可驱动二个所述夹板沿竖直方向朝相反的方向运动。
6.进一步地：所述固晶机构包括放置所述晶圆蓝膜的扩晶盘和取放所述芯片的第一机械臂，所述第一机械臂上设置有取晶吸嘴，所述取晶吸嘴能够将所述晶圆蓝膜上的芯片取出并安装到所述框架上。
7.进一步地：所述框架点胶机构设置在所述出料架和所述固晶机构之间，所述芯片
点胶机构设置在所述固晶机构和所述合片机构之间，所述框架点胶机构和芯片点胶机构均包括二个点胶筒。
8.进一步地：所述合片机构包括送料轨、第二机械臂和驱动电机，所述送料轨上输送有所述带状料片，所述送料轨的末端设置有冲模，所述驱动电机设置在所述送料轨的下方，所述驱动电机的输出轴上设置有牵引轮，所述牵引轮的转轴轴心沿水平方向设置，并垂直于所述送料轨设置，所述带状料片上设置有若干个牵引槽，所述牵引轮上沿周向设置有与所述牵引槽相配合的牵引齿，所述牵引齿插入所述牵引槽中，所述牵引轮转动能够驱动所述带状料片向所述冲模移动，所述冲模能够将所述带状料片冲裁成所述跳线，所述冲模的上垫板设置有取料孔，所述第二机械臂能够在所述取料孔和所述输送轨之间移动，并将所述取料孔中的跳线转运到所述输送轨上。
9.进一步地：所述收料机构包括货叉、支架和设置在所述收料架下方的输送带，所述输送带上排放有若干个空料盒；所述料盒中沿竖直方向设置有若干个仓格，所述货叉通过竖直调节机构安装在所述支架上，所述支架通过水平调节机构安装在固定的机架上，所述货叉可以叉住所述料盒，并在所述竖直调节机构和所述水平调节机构的驱动下竖直移动和水平移动，所述输送带、所述输送轨和所述收料架均设置在所述货叉的移动轨迹上。
10.进一步地：所述竖直调节机构包括第一导轨、第一丝杠、第一滑块和第一电机，所述第一导轨沿竖直方向设置在所述支架上，所述第一丝杠沿竖直方向转动安装在所述支架上，所述第一滑块安装在所述第一丝杠上，并滑动设置在所述第一导轨上，所述货叉固定安装在所述第一滑块上，所述第一电机固定安装在所述支架上，所述第一电机的输出轴上安装有第一驱动轮，所述第一丝杠的顶部安装有第一从动轮，所述第一从动轮和第一驱动轮通过带连接。
11.进一步地：所述水平调节机构包括第二导轨、第二丝杠、第二滑块和第二电机，所述第二导轨沿水平方向设置在所述机架上，并垂直于所述输送轨设置，所述第二丝杠转动安装在所述机架上，并平行于所述第二导轨设置，所述第二滑块安装在所述第二丝杠上，并滑动设置在所述第二导轨上，所述支架固定安装在所述第二滑块上，所述第二电机固定安装在所述机架上，所述第二电机的输出轴上安装有第二驱动轮，所述第二丝杠的一端安装有第二从动轮，所述第二从动轮和第二驱动轮通过带连接。
12.进一步地：所述输送轨上，远离所述导向轨的一侧还设置有压轮，所述压轮可将所述框架压紧在所述输送轨上；所述固晶机构、点胶机构和合片机构均设置有光检装置。
13.本发明还涉及一种全自动三极管clip组装方法，包括以下步骤：s1框架上料，所述取料臂移动到所述出料架上，并将所述出料架上的框架转运到所述输送轨上，夹持气缸驱动二个所述夹板夹紧所述框架，所述音圈电机驱动所述框架沿所述输送轨移动；s2框架点胶，所述框架移动至所述框架点胶机构位置，所述框架点胶机构的二个所述点胶筒对所述框架进行点胶操作；s3芯片粘贴，点好胶的框架移动至所述固晶机构位置，所述第一机械臂移动，驱动所述取晶吸嘴将所述晶圆蓝膜上的芯片取出并安装到所述框架上点过胶的位置；s4芯片点胶，安装好芯片的框架移动至所述芯片点胶机构位置，所述芯片点胶机构的二个所述点胶筒对所述框架上安装的芯片进行点胶操作；
s5跳线安装，框架移动到所述合片机构位置，所述第二机械臂将冲裁好的跳线安装到点好胶的芯片上；s6收料，所述货叉将空料盒移动到所述输送轨末端，夹持气缸松开所述框架，所述音圈电机驱动夹持气缸反向移动，并使得夹板移动到所述框架的后方，所述夹持气缸驱动二个所述夹板夹合，所述音圈电机驱动夹持气缸正向移动，所述夹板将所述框架推入所述空料盒中，装满的料盒被输送至所述收料架上。
14.本发明的有益效果是，本发明全自动三极管clip组装线通过沿输送轨设置出料架、点胶机构、固晶机构、合片机构和收料机构，框架沿输送轨移动的过程中即可完成点胶、固晶和跳线安装等封装工序，有效的降低了各工位的等待时间，提高了工作效率，同时封装品质得到了保证，实现了全自动化生产。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
16.图1是本发明全自动三极管clip组装线的结构示意图；图2是出料架和输送轨的结构示意图；图3是夹持机构的结构示意图；图4是固晶机构的结构示意图；图5是点胶机构的结构示意图；图6是合片机构的结构示意图；图7是牵引轮驱动带状料片移动的结构示意图；图8是带状料片上牵引槽的结构示意图；图9是收料机构的结构示意图；图10是货叉的安装结构示意图；图11是竖直调节机构和水平调节机构的结构示意图。
17.图中1、输送轨，2、出料架，20、取料臂，3、点胶机构，31、框架点胶机构，32、芯片点胶机构，33、点胶筒，4、固晶机构，41、扩晶盘，42、第一机械臂，43、取晶吸嘴，5、合片机构，50、送料轨，51、第二机械臂，52、驱动电机，54、冲模，55、牵引轮，56、牵引槽，57、牵引齿，58、取料孔，6、收料机构，60、货叉，61、支架，62、输送带，63、机架，64、第一导轨，65、第一丝杠，66、第一滑块，67、第一电机，68、第一驱动轮，69、第一从动轮，7、框架，70、第二导轨，71、第二丝杠，72、第二滑块，73、第二电机，74、第二驱动轮，75、第二从动轮，8、导向轨，9、音圈电机，10、带状料片，11、料盒，12、收料架，13、夹持气缸，14、夹块，15、压轮，16、光检装置。
具体实施方式
18.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
21.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
22.如图1和图2所示，本发明提供了一种全自动三极管clip组装线，包括输送轨1、出料架2、取料臂20和沿所述输送轨1设置的点胶机构3、固晶机构4、合片机构5和收料机构6，所述出料架2上放置有待封装的框架7，所述取料臂20能够在所述出料架2和输送轨1之间移动，并将所述出料架2上的框架7转运到所述输送轨1上，所述输送轨1的一侧设置有与所述输送轨1平行的导向轨8，所述导向轨8上安装有能够沿所述导向轨8移动的音圈电机9，所述音圈电机9上设有能够夹持所述框架7的夹持机构；所述固晶机构4用于将晶圆蓝膜上的芯片取出并安装到所述框架7上；所述点胶机构3包括框架点胶机构31和芯片点胶机构32，所述框架点胶机构31用于对输送轨1上的框架7进行点胶操作，所述芯片点胶机构32用于对安装到所述框架7上的芯片进行点胶操作；所述合片机构5用于将带状料片10冲裁成跳线，并将所述跳线安装到点好胶的芯片上；所述收料机构6用于将安装好芯片和跳线的框架7填装到料盒11中，并将多个装满的料盒11排列在收料架12上。
23.结合图3所示，所述夹持机构包括夹持气缸13和二个夹块14，所述夹持气缸13的缸体固定安装在所述音圈电机9上，二个所述夹块14对称设置在所述夹持气缸13上，所述夹持气缸13可驱动二个所述夹板沿竖直方向朝相反的方向运动。夹持气缸13驱动二个夹板从上下两侧夹紧框架7的一端，从而使得音圈电机9沿导向轨8移动时，框架7沿输送轨1移动，这种夹持方式稳定可靠，能够保证框架7加工过程中的稳定性。
24.结合图4所示，所述固晶机构4包括放置所述晶圆蓝膜的扩晶盘41和取放所述芯片的第一机械臂42，所述第一机械臂42上设置有取晶吸嘴43，所述取晶吸嘴43能够将所述晶圆蓝膜上的芯片取出并安装到所述框架7上。通过第一机械臂42在输送轨1和扩晶盘41之间移动，并通过取晶吸嘴43来取放芯片，这种方式能够实现取晶固晶的自动化操作。
25.结合图5所示，所述框架点胶机构31设置在所述出料架2和所述固晶机构4之间，所述芯片点胶机构32设置在所述固晶机构4和所述合片机构5之间，所述框架点胶机构31和芯片点胶机构32均包括二个点胶筒33。通过设置二个点胶筒33，可对框架7上两个点或者两个芯片进行同步点胶，缩短了点胶周期，提高了点胶效率。
26.结合图6、图7和图8所示，所述合片机构5包括送料轨50、第二机械臂51和驱动电机52，所述送料轨50上输送有所述带状料片10，所述送料轨50的末端设置有冲模54，所述驱动电机52设置在所述送料轨50的下方，所述驱动电机52的输出轴上设置有牵引轮55，所述牵引轮55的转轴轴心沿水平方向设置，并垂直于所述送料轨50设置，所述带状料片10上设置有若干个牵引槽56，所述牵引轮55上沿周向设置有与所述牵引槽56相配合的牵引齿57，所述牵引齿57插入所述牵引槽56中，所述牵引轮55转动能够驱动所述带状料片10向所述冲模54移动，所述冲模54能够将所述带状料片10冲裁成所述跳线，所述冲模54的上垫板设置有取料孔58，所述第二机械臂51能够在所述取料孔58和所述输送轨1之间移动，并将所述取料孔58中的跳线转运到所述输送轨1上。
27.驱动电机52驱动牵引轮55转动使得带状料片10沿送料轨50移动，进入冲模54中冲裁成跳线，并通过第二机械臂51将充好的跳线从取料孔58中取走并安装到芯片上完成合片操作，这种通过牵引齿57插入牵引槽56中的驱动方式，控制驱动电机52的转动量能够精确控制带状料片10进入冲模54中的速度，并且具有较好的自锁能力，能够有效保持带状料片10当前的位置，避免发生串动影响冲裁精度。同时牵引轮55位于带状料片10下方的结构设计能够避免干涉第二机械臂51移动。
28.结合图9所示，所述收料机构6包括货叉60、支架61和设置在所述收料架12下方的输送带62，所述输送带62上排放有若干个空料盒11；所述料盒11中沿竖直方向设置有若干个仓格，所述货叉60通过竖直调节机构安装在所述支架61上，所述支架61通过水平调节机构安装在固定的机架63上，所述货叉60可以叉住所述料盒11，并在所述竖直调节机构和所述水平调节机构的驱动下竖直移动和水平移动，所述输送带62、所述输送轨1和所述收料架12均设置在所述货叉60的移动轨迹上。
29.货叉60首先将空的料盒11叉到输送轨1的末端，输送轨1上的组装好的框架7在夹持机构的驱动下装入料盒11的仓格中，每装一个框架7，料盒11中的仓格向上移动一格，直至装满所有仓格，然后货叉60将装满的料盒11放置到收料架12上。
30.结合图10和图11所示，所述竖直调节机构包括第一导轨64、第一丝杠65、第一滑块66和第一电机67，所述第一导轨64沿竖直方向设置在所述支架61上，所述第一丝杠65沿竖直方向转动安装在所述支架61上，所述第一滑块66安装在所述第一丝杠65上，并滑动设置在所述第一导轨64上，所述货叉60固定安装在所述第一滑块66上，所述第一电机67固定安装在所述支架61上，所述第一电机67的输出轴上安装有第一驱动轮68，所述第一丝杠65的顶部安装有第一从动轮69，所述第一从动轮69和第一驱动轮68通过带连接。
31.所述水平调节机构包括第二导轨70、第二丝杠71、第二滑块72和第二电机73，所述第二导轨70沿水平方向设置在所述机架63上，并垂直于所述输送轨1设置，所述第二丝杠71转动安装在所述机架63上，并平行于所述第二导轨70设置，所述第二滑块72安装在所述第二丝杠71上，并滑动设置在所述第二导轨70上，所述支架61固定安装在所述第二滑块72上，所述第二电机73固定安装在所述机架63上，所述第二电机73的输出轴上安装有第二驱动轮74，所述第二丝杠71的一端安装有第二从动轮75，所述第二从动轮75和第二驱动轮74通过带连接。
32.导轨和滑块的组合再加上电机进行驱动，这样的驱动方式结构简单，稳定可靠，当使用伺服电机或者步进电机时，结构调节的步距较小，进行操作时可以进行较高精度的控
制，且这种驱动方式具有一定的自锁性，可以有效保持料盒11当前的位置，避免发生窜位影响生产，同时这种驱动方式重复性高，能够实现自动化生产。
33.所述输送轨1上，远离所述导向轨8的一侧还设置有压轮15，所述压轮15可将所述框架7压紧在所述输送轨1上；所述固晶机构4、点胶机构3和合片机构5均设置有光检装置16。压轮15能够与夹持气缸13进行配合，在框架7移动到各工位时固定框架7，保证框架7加工过程中的稳定性。光检装置16的设置，能够在每道工序完成后进行检测，及时发现不良。
34.一种全自动三极管clip组装方法，包括以下步骤：s1框架7上料，所述取料臂20移动到所述出料架2上，并将所述出料架2上的框架7转运到所述输送轨1上，夹持气缸13驱动二个所述夹板夹紧所述框架7，所述音圈电机9驱动所述框架7沿所述输送轨1移动；s2框架7点胶，所述框架7移动至所述框架点胶机构31位置，所述框架点胶机构31的二个所述点胶筒33对所述框架7进行点胶操作；s3芯片粘贴，点好胶的框架7移动至所述固晶机构4位置，所述第一机械臂42移动，驱动所述取晶吸嘴43将所述晶圆蓝膜上的芯片取出并安装到所述框架7上点过胶的位置；s4芯片点胶，安装好芯片的框架7移动至所述芯片点胶机构32位置，所述芯片点胶机构32的二个所述点胶筒33对所述框架7上安装的芯片进行点胶操作；s5跳线安装，框架7移动到所述合片机构5位置，所述第二机械臂51将冲裁好的跳线安装到点好胶的芯片上；s6收料，所述货叉60将空料盒11移动到所述输送轨1末端，夹持气缸13松开所述框架7，所述音圈电机9驱动夹持气缸13反向移动，并使得夹板移动到所述框架7的后方，所述夹持气缸13驱动二个所述夹板夹合，所述音圈电机9驱动夹持气缸13正向移动，所述夹板将所述框架7推入所述空料盒11中，装满的料盒11被输送至所述收料架12上。
35.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。