CN113437003A - 高速排片机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速排片机，其中：WAFER载台机构用于装夹载有多个片状半导体元件的薄膜；第一视觉模组设于WAFER载台机构上方，第一视觉模组用于获取WAFER载台机构上的片状半导体元件位置；第一取放模组用于从WAFER载台机构上拾取片状半导体元件并放置于定位模组上；第二视觉模组设于定位模组上方，第二视觉模组用于获取WAFER载台机构上的片状半导体元件位姿；定位模组用于对放置于其上的片状半导体元件位姿进行修正；第三视觉模组设于载台模组的上方，第三视觉模组用于获取载台模组上的排片位置；第二取放模组用于从定位模组拾取片状半导体元件并放置于载台模组上的排片位置。本发明可同步进行取料和放料动作，大大提高了片状半导体元件的排片效率，较好地满足了工艺需求。

Description

高速排片机
技术领域
本发明涉及片状半导体元件排片设备，尤其涉及一种高速排片机。
背景技术
现有的半导体元件排片工艺一般是依赖高速排片机完成，排片机是用于从wafer盘上吸取片状半导体元件，然后将其按预设要求移栽排列于薄膜上，为包装或者后期工序作准备的自动化取放料设备。然而现有的片状半导体元件排片机只能依次执行取料、位置校正和放料的动作，整个工艺流程效率低下，不能满足高速排片要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种可同步进行取料和放料动作，有助于提高排片效率的高速排片机。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种高速排片机，其包括有机箱，所述机箱内固定有机台，所述机台上设有WAFER载台机构、第一视觉模组、第一取放模组、第二视觉模组、第二取放模组、第三视觉模组、定位模组和载台模组，所述WAFER载台机构、所述定位模组和所述载台模组沿横向依次设置，其中：所述WAFER载台机构用于装夹载有多个片状半导体元件的薄膜；所述第一视觉模组设于所述WAFER载台机构上方，所述第一视觉模组用于获取所述WAFER载台机构上的片状半导体元件位置；所述第一取放模组用于从所述WAFER载台机构上拾取片状半导体元件并放置于所述定位模组上；所述第二视觉模组设于所述定位模组上方，所述第二视觉模组用于获取所述WAFER载台机构上的片状半导体元件位姿；所述定位模组用于对放置于其上的片状半导体元件位姿进行修正；所述第三视觉模组设于所述载台模组的上方，所述第三视觉模组用于获取所述载台模组上的排片位置；所述第二取放模组用于从所述定位模组拾取片状半导体元件并放置于所述载台模组上的排片位置。
优选地，所述第一取放模组和所述第二取放模组均是摆动式取放模组。
优选地，所述第一取放模组包括有取放支架，所述取放支架上固定有竖直滑轨，所述竖直滑轨上设有竖直滑台且二者滑动连接，所述取放支架上设有用于驱使所述竖直滑台上下滑动的取放升降电机，所述竖直滑台上设有摆臂，所述摆臂的第一端设有用于吸取片状半导体元件的真空吸嘴，所述摆臂的第二端与所述竖直滑台转动配合，所述竖直滑台上设有用于驱使所述摆臂在预设角度内摆动的取放旋转电机，借由所述取放旋转电机和所述取放升降电机的配合驱使所述摆臂运动，进而从所述WAFER载台机构上拾取片状半导体元件并放置于所述定位模组，所述第二取放模组与所述第一取放模组的结构相同。
优选地，所述取放旋转电机用于驱使所述摆臂在180°角内摆动。
优选地，所述WAFER载台机构包括有丝杆直线模组和平移载台，所述丝杆直线模组安装于所述机台上，所述平移载台安装于所述丝杆直线模组的驱动端，且由所述丝杆直线模组驱使所述平移载台平移，所述平移载台上设有用于装夹薄膜的WAFER治具和用于驱使所述WAFER治具旋转的旋转驱动电机。
优选地，所述机台上固定有支撑架，所述第一视觉模组、第一取放模组、第二视觉模组、第二取放模组和所述第三视觉模组均设于所述支撑架上。
优选地，所述第一视觉模组包括有调节台底座，所述调节台底座固定于所述支撑架上，所述调节台底座上设有纵向调节滑台且二者滑动配合，所述纵向调节滑台上设有横向调节滑台且二者滑动配合，所述横向调节滑台上固定有立板，所述立板上设有CCD相机模组，所述CCD相机模组的镜头朝下设置，所述第二视觉模组和所述第三视觉模组的结构均与所述第一视觉模组相同。
优选地，所述调节台底座上设有用于驱使所述纵向调节滑台纵向运动的纵向旋拧螺杆，所述纵向调节滑台上设有用于驱使所述横向调节滑台横向运动的横向旋拧螺杆。
优选地，所述定位模组包括有定位机座，所述定位机座固定于所述机台上，所述定位机座上设有横向定位载台且二者滑动配合，所述定位机座上设有用于驱使所述横向定位载台横向运动的横向定位电机，所述横向定位载台上设有纵向定位载台且二者滑动配合，所述横向定位载台上设有用于驱使所述纵向定位载台纵向运动的纵向定位电机，所述纵向定位载台上设有精密旋转电机，所述精密旋转电机的顶部驱动端设有真空吸附治具。
优选地，所述WAFER载台机构的下方设有顶针装置，所述顶针装置包括有可横向、纵向移动的交叉滑座，所述交叉滑座上设有升降顶针以及用于驱使所述升降顶针上升或者下降的顶针升降驱动机构。
优选地，所述载台模组包括有放料载台以及用于驱使所述放料载台平移的载台平移机构。
本发明公开的高速排片机中，利用所述第一视觉模组、所述第二视觉模组和所述第三视觉模组分别对所述WAFER载台机构、所述定位模组和所述载台模组上的片状半导体元件图像进行采集，从而获取片状半导体元件的位置和姿态，同时利用所述第一取放模组和所述第二取放模组运动，同时执行取料和放料动作，相比现有技术中依次执行取料、定位、放料的工序而言，本发明可同步进行取料和放料动作，大大提高了片状半导体元件的排片效率，较好地满足了工艺需求。
附图说明
图1为本发明高速排片机的立体图；
图2为高速排片机的内部结构立体图；
图3为高速排片机的内部结构正视图；
图4为WAFER载台机构的立体图一；
图5为WAFER载台机构的立体图二；
图6为第一视觉模组的立体图一；
图7为第一视觉模组的立体图二；
图8为第一取放模组的立体图一；
图9为第一取放模组的立体图二；
图10为定位模组的立体图；
图11为载台模组的立体图；
图12为顶针装置的立体图一；
图13为顶针装置的立体图二。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种高速排片机，结合图1至图13所示，其包括有机箱102，所述机箱102内固定有机台1，所述机台1上设有WAFER载台机构2、第一视觉模组3、第一取放模组4、第二视觉模组5、第二取放模组6、第三视觉模组7、定位模组8和载台模组9，所述WAFER载台机构2、所述定位模组8和所述载台模组9沿横向依次设置，其中：
所述WAFER载台机构2用于装夹载有多个片状半导体元件的薄膜；
所述第一视觉模组3设于所述WAFER载台机构2上方，所述第一视觉模组3用于获取所述WAFER载台机构2上的片状半导体元件位置；
所述第一取放模组4用于从所述WAFER载台机构2上拾取片状半导体元件并放置于所述定位模组8上；
所述第二视觉模组5设于所述定位模组8上方，所述第二视觉模组5用于获取所述WAFER载台机构2上的片状半导体元件位姿；
所述定位模组8用于对放置于其上的片状半导体元件位姿进行修正；
所述第三视觉模组7设于所述载台模组9的上方，所述第三视觉模组7用于获取所述载台模组9上的排片位置；
所述第二取放模组6用于从所述定位模组8拾取片状半导体元件并放置于所述载台模组9上的排片位置。
上述结构中，利用所述第一视觉模组3、所述第二视觉模组5和所述第三视觉模组7分别对所述WAFER载台机构2、所述定位模组8和所述载台模组9上的片状半导体元件图像进行采集，从而获取片状半导体元件的位置和姿态，同时利用所述第一取放模组4和所述第二取放模组6运动，同时执行取料和放料动作，相比现有技术中依次执行取料、定位、放料的工序而言，本发明可同步进行取料和放料动作，大大提高了片状半导体元件的排片效率，较好地满足了工艺需求。
其中，片状半导体元件包括但不限于半导体芯片、陶瓷片等产品。
为了实现快速取放料，本实施例中，所述第一取放模组4和所述第二取放模组6均是摆动式取放模组。
关于所述第一取放模组4和所述第二取放模组6的具体结构，本实施例中，所述第一取放模组4包括有取放支架40，所述取放支架40上固定有竖直滑轨41，所述竖直滑轨41上设有竖直滑台42且二者滑动连接，所述取放支架40上设有用于驱使所述竖直滑台42上下滑动的取放升降电机43，所述竖直滑台42上设有摆臂44，所述摆臂44的第一端设有用于吸取片状半导体元件的真空吸嘴45，所述摆臂44的第二端与所述竖直滑台42转动配合，所述竖直滑台42上设有用于驱使所述摆臂44在180°角度内摆动的取放旋转电机46，借由所述取放旋转电机46和所述取放升降电机43的配合驱使所述摆臂44运动，进而从所述WAFER载台机构2上拾取片状半导体元件并放置于所述定位模组8，所述第二取放模组6与所述第一取放模组4的结构相同。
关于所述WAFER载台机构2的优选结构，本实施例中，所述WAFER载台机构2包括有丝杆直线模组20和平移载台21，所述丝杆直线模组20安装于所述机台1上，所述平移载台21安装于所述丝杆直线模组20的驱动端，且由所述丝杆直线模组20驱使所述平移载台21平移，所述平移载台21上设有用于装夹薄膜的WAFER治具22和用于驱使所述WAFER治具22旋转的旋转驱动电机24。
为了便于安装取放模组和视觉模组，本实施例中，所述机台1上固定有支撑架10，所述第一视觉模组3、第一取放模组4、第二视觉模组5、第二取放模组6和所述第三视觉模组7均设于所述支撑架10上。
关于所述第一视觉模组3、所述第二视觉模组5和所述第三视觉模组7的优选结构，本实施例中，所述第一视觉模组3包括有调节台底座30，所述调节台底座30固定于所述支撑架10上，所述调节台底座30上设有纵向调节滑台31且二者滑动配合，所述纵向调节滑台31上设有横向调节滑台32且二者滑动配合，所述横向调节滑台32上固定有立板33，所述立板33上设有CCD相机模组34，所述CCD相机模组34的镜头朝下设置，所述第二视觉模组5和所述第三视觉模组7的结构均与所述第一视觉模组3相同。
为了方便手动调节，在本实施例中，所述调节台底座30上设有用于驱使所述纵向调节滑台31纵向运动的纵向旋拧螺杆35，所述纵向调节滑台31上设有用于驱使所述横向调节滑台32横向运动的横向旋拧螺杆36。
本实施例在取料工位和放料工位之间还设有定位工位，并利用所述定位模组8对工件进行定位，具体是指，所述定位模组8包括有定位机座80，所述定位机座80固定于所述机台1上，所述定位机座80上设有横向定位载台81且二者滑动配合，所述定位机座80上设有用于驱使所述横向定位载台81横向运动的横向定位电机82，所述横向定位载台81上设有纵向定位载台83且二者滑动配合，所述横向定位载台81上设有用于驱使所述纵向定位载台83纵向运动的纵向定位电机84，所述纵向定位载台83上设有精密旋转电机85，所述精密旋转电机85的顶部驱动端设有真空吸附治具86。
作为一种优选方式，所述WAFER载台机构2的下方设有顶针装置25，所述顶针装置25包括有可横向、纵向移动的交叉滑座250，所述交叉滑座250上设有升降顶针251以及用于驱使所述升降顶针251上升或者下降的顶针升降驱动机构252。上述结构的顶针装置25有助于所述第一取放模组4从所述WAFER载台机构2准确取下片状半导体元件。
进一步地，所述载台模组9包括有放料载台90以及用于驱使所述放料载台90平移的载台平移机构91。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种高速排片机，其特征在于，包括有机箱(102)，所述机箱(102)内固定有机台(1)，所述机台(1)上设有WAFER载台机构(2)、第一视觉模组(3)、第一取放模组(4)、第二视觉模组(5)、第二取放模组(6)、第三视觉模组(7)、定位模组(8)和载台模组(9)，所述WAFER载台机构(2)、所述定位模组(8)和所述载台模组(9)沿横向依次设置，其中：
所述WAFER载台机构(2)用于装夹载有多个片状半导体元件的薄膜；
所述第一视觉模组(3)设于所述WAFER载台机构(2)上方，所述第一视觉模组(3)用于获取所述WAFER载台机构(2)上的片状半导体元件位置；
所述第一取放模组(4)用于从所述WAFER载台机构(2)上拾取片状半导体元件并放置于所述定位模组(8)上；
所述第二视觉模组(5)设于所述定位模组(8)上方，所述第二视觉模组(5)用于获取所述WAFER载台机构(2)上的片状半导体元件位姿；
所述定位模组(8)用于对放置于其上的片状半导体元件位姿进行修正；
所述第三视觉模组(7)设于所述载台模组(9)的上方，所述第三视觉模组(7)用于获取所述载台模组(9)上的排片位置；
所述第二取放模组(6)用于从所述定位模组(8)拾取片状半导体元件并放置于所述载台模组(9)上的排片位置。
2.如权利要求1所述的高速排片机，其特征在于，所述第一取放模组(4)和所述第二取放模组(6)均是摆动式取放模组。
3.如权利要求2所述的高速排片机，其特征在于，所述第一取放模组(4)包括有取放支架(40)，所述取放支架(40)上固定有竖直滑轨(41)，所述竖直滑轨(41)上设有竖直滑台(42)且二者滑动连接，所述取放支架(40)上设有用于驱使所述竖直滑台(42)上下滑动的取放升降电机(43)，所述竖直滑台(42)上设有摆臂(44)，所述摆臂(44)的第一端设有用于吸取片状半导体元件的真空吸嘴(45)，所述摆臂(44)的第二端与所述竖直滑台(42)转动配合，所述竖直滑台(42)上设有用于驱使所述摆臂(44)在180°角度内摆动的取放旋转电机(46)，借由所述取放旋转电机(46)和所述取放升降电机(43)的配合驱使所述摆臂(44)运动，进而从所述WAFER载台机构(2)上拾取片状半导体元件并放置于所述定位模组(8)，所述第二取放模组(6)与所述第一取放模组(4)的结构相同。
4.如权利要求3所述的高速排片机，其特征在于，所述WAFER载台机构(2)包括有丝杆直线模组(20)和平移载台(21)，所述丝杆直线模组(20)安装于所述机台(1)上，所述平移载台(21)安装于所述丝杆直线模组(20)的驱动端，且由所述丝杆直线模组(20)驱使所述平移载台(21)平移，所述平移载台(21)上设有用于装夹薄膜的WAFER治具(22)和用于驱使所述WAFER治具(22)旋转的旋转驱动电机(24)。
5.如权利要求1所述的高速排片机，其特征在于，所述机台(1)上固定有支撑架(10)，所述第一视觉模组(3)、第一取放模组(4)、第二视觉模组(5)、第二取放模组(6)和所述第三视觉模组(7)均设于所述支撑架(10)上。
6.如权利要求5所述的高速排片机，其特征在于，所述第一视觉模组(3)包括有调节台底座(30)，所述调节台底座(30)固定于所述支撑架(10)上，所述调节台底座(30)上设有纵向调节滑台(31)且二者滑动配合，所述纵向调节滑台(31)上设有横向调节滑台(32)且二者滑动配合，所述横向调节滑台(32)上固定有立板(33)，所述立板(33)上设有CCD相机模组(34)，所述CCD相机模组(34)的镜头朝下设置，所述第二视觉模组(5)和所述第三视觉模组(7)的结构均与所述第一视觉模组(3)相同。
7.如权利要求6所述的高速排片机，其特征在于，所述调节台底座(30)上设有用于驱使所述纵向调节滑台(31)纵向运动的纵向旋拧螺杆(35)，所述纵向调节滑台(31)上设有用于驱使所述横向调节滑台(32)横向运动的横向旋拧螺杆(36)。
8.如权利要求1所述的高速排片机，其特征在于，所述定位模组(8)包括有定位机座(80)，所述定位机座(80)固定于所述机台(1)上，所述定位机座(80)上设有横向定位载台(81)且二者滑动配合，所述定位机座(80)上设有用于驱使所述横向定位载台(81)横向运动的横向定位电机(82)，所述横向定位载台(81)上设有纵向定位载台(83)且二者滑动配合，所述横向定位载台(81)上设有用于驱使所述纵向定位载台(83)纵向运动的纵向定位电机(84)，所述纵向定位载台(83)上设有精密旋转电机(85)，所述精密旋转电机(85)的顶部驱动端设有真空吸附治具(86)。
9.如权利要求1所述的高速排片机，其特征在于，所述WAFER载台机构(2)的下方设有顶针装置(25)，所述顶针装置(25)包括有可横向、纵向移动的交叉滑座(250)，所述交叉滑座(250)上设有升降顶针(251)以及用于驱使所述升降顶针(251)上升或者下降的顶针升降驱动机构(252)。
10.如权利要求1所述的高速排片机，其特征在于，所述载台模组(9)包括有放料载台(90)以及用于驱使所述放料载台(90)平移的载台平移机构(91)。
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