IC接收料装置

技术领域

本发明属于芯片分选领域，尤其是涉及一种IC接收料装置。

背景技术

在半导体测试分选领域，经常会使用料管或者轨道出料的收料机构。这类收料机构大致的工作流程如下：机械手将IC芯片送入接收料模块，接收料模块与料管或者是轨道相连，通过接收料模块端部吹气机构，将IC芯片吹入对应料管或者轨道。

现有技术的轨道式IC接收料机构对机械手放料高度的精度要求过高，往往需要牺牲整机速度来保证放料高度，从而降低整机分选效率。如果机械手放料高度过高，机械手上的吸嘴与接收料机构底部的放料间隙过大，会造成IC芯片在吹送过程中有翻转倾向，有可能会与料管或者轨道产生干涉，很难顺畅高速地吹入料管或轨道；如果机械手放料高度过低，机械手上的吸嘴与接收料机构底部的放料间隙过小，甚至造成IC芯片被机械手上的吸嘴压在接收料机构底部，这样就根本无法吹动IC芯片，也会造成收料失败。

况且现有技术的接收料机构，对机械手放料的时间要求过长，降低整机分选速度，影响整机分选效率。大多采用料管或者轨道方式收料的IC芯片，对测试分选的时间都有苛刻的要求，大部分都是以微秒计算的。而每次放料机械手都要等待几十微秒，占用了整个收料过程的一半以上的时间，从而大幅拉低了测试分选的速度。因为这类机型都需要让机械手上的吸嘴完成上盖板的功能，所以在IC芯片吹送过程中机械手上的吸嘴必须保持一个固定高度并且要一直等到IC吹送过程全部结束，才能进行下一步的动作。这样就大大拖慢了整个机械手的效率。虽然有些厂家采用移动上盖板替代机械手上的吸嘴，但是因为又要高速控制一个上盖板机构和机械手配合，不但整体控制难度大大加大，整机的稳定性也大幅降低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种IC接收料装置，以解决现有技术的IC芯片接收料机构工作效率慢，在接收料过程容易损坏IC芯片的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种IC接收料装置，包括料管承托机构及其两端分别安装的IC吹送机构和管端识别机构，IC吹送机构包括高速切换阀和IC接收块，IC接收块安装至料管承托机构的一端，IC接收块上端设有待料穴，料管外围固定安装至料管承托机构的上端，料管一端位于待料穴内，IC接收块上设有动力流道，且动力流道连通至待料穴内部，动力流道的出气端与料管的入料端分别位于待料穴的两侧壁，IC接收块上设有真空流道，真空流道与待料穴相连通，且真空流道的出气端位于待料穴底部，真空流道的入气端连通大气，气泵通过高速切换阀向动力流道提供压缩空气，IC芯片位于待料穴内，且待料穴是自对位结构，压缩空气在动力流道与待料穴之间形成IC芯片的定向推送，压缩空气在动力流道与真空流道之间形成IC芯片的真空定位。

进一步的，所述IC接收块上的待料穴数量是多个，每个待料穴对应设有一个真空流道和动力流道，且每个料管的一端均位于一个待料穴内，高速切换阀的一端固定连接至气泵，高速切换阀的另一端通过第一管路连接至多通道气路歧路块的入气端，且第一管路上安装节流阀，多通道气路歧路块设有多个出气端口，每个出气端口均管路连通至一个动力流道。

进一步的，所述真空流道的入气端安装真空气路调节机构。

进一步的，所述IC吹送机构还包括管端压紧结构，每个料管的一端均通过一个管端压紧结构安装至IC接收块的上端。

进一步的，所述料管承托机构包括支架及其上安装的定位传感器和分类显示模块，支架的一端固定安装IC接收块，支架的另一端固定安装管端识别机构，料管外围固定安装至支架上侧，接收块上端安装光学传感器，光学传感器的检测端位于料管的入料端，每个料管通过一个定位传感器检测安装到位信息，每个光学传感器和每个定位传感器均信号连接至分类显示模块。

进一步的，所述管端识别机构包括固定板、挡板和颜色传感器，固定板固定安装至料管承托机构的一端，挡板的下端设有长孔，螺栓的一端穿过长孔后固定连接至挡板的上侧，挡板上安装若干颜色传感器，每个颜色传感器均与一个料管同轴心设置，颜色传感器信号连接至分类显示模块。

相对于现有技术，本发明所述的IC接收料装置具有以下有益效果：IC接收块上设有自对位结构的待料穴，且待料穴底部设有真空流道，待料穴一侧设有动力流道，料管的一端位于待料穴内且与动力流道对称设置，气泵通过高速切换阀向动力流道内提供压缩空气，压缩空气用于IC芯片的装填动力，该收料装置可以彻底取消原有工序中上盖板的工作工序，搬运机械手无需等待吹送料过程，在收料过程中无需机械手参与，可以大大提高测试分选的效率和稳定性；

通过真空流道的作用无需外置真空发生器，这样既可以减少控制环节，又可以提高整个系统的稳定性和可靠性。因为采用自有真空和自有压缩空气的平衡工作，吹送过程中彻底取消了机械手的参与，对原有搬运机械手的控制难度也大幅降低，从而降低整机的控制难度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的IC接收料装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的多通道气路歧路块、节流阀和第一气接头装配后的爆炸结构示意图；

图3为本发明实施例所述的IC接收块的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的IC接收块装配IC芯片的剖面示意图；

图5为本发明实施例所述的料管承托机构的爆炸结构示意图；

图6为本发明实施例所述的管端识别机构的爆炸结构示意图。

附图标记说明：

1-IC吹送机构；11-高速切换阀；12-IC接收块；121-待料穴；122-动力流道；123-真空流道；13-多通道气路歧路块；14-节流阀；15-第一气接头；16-第二气接头；17-真空气路流量调节阀；18-压板；19-弹簧片；2-料管承托机构；21-支架；22-定位传感器；23-LED显示屏；24-光学传感器；3-管端识别机构；31-固定板；32-挡板；33-颜色传感器；4-料管；5-IC芯片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

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“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-6所示，IC接收料装置，包括料管承托机构2及其两端分别安装的IC吹送机构1和管端识别机构3，IC吹送机构1包括高速切换阀11和IC接收块12，高速切换阀11的型号是SMC-VQZ332-5L1-C6，高速切换阀11的主要功能是高速高频开关后续吹料需要用到的压缩空气，上述压缩空气通过高速切换阀11后会进入多通道气路歧路块13上方的节流阀14，节流阀14的型号是SMC-JAS-LSB06-M5，节流阀14的主要作用是用来控制压缩空气的流量，从而控制后续IC芯片5的收料速度，多通道气路歧路块13设置为正六边形，每个边上开有对称的出气端口，压缩空气经过节流阀14后，被平均分配到六个子气路中；

IC接收块12上安装六个第二气接头16，多通道气路歧路块13的每个子气路出气端口处安装有一个第一气接头15，第一气接头15和第二气接头16通过第二管路先连接，且六个第二管路的长度均相同，从而保证所有子气路工作状态一致统一。

IC接收块12上端设有六个待料穴121，每个待料穴121对应设有一个动力流道122，动力流道122可以通过安装采用文丘里结构的小直径动力喷嘴实现，也可以通过机加工挖孔实现，每个动力流道122的入气端与一个第二气接头16连接，动力流道122连通至待料穴121内部，动力流道122的出气端与料管4的入料端分别位于待料穴121的两侧壁，动力流道122与料管4对称设置，当IC芯片5放置于待料穴121后，动力流道122的出气端位于的IC芯片5下部，因为每个子气路都与IC接收块12对应动力流道122相连，最终只要控制高速切换阀11开关动作，即可控制整个系统六个子气路的动力流道122同时工作。

在IC接收块12上方安装压板18和弹簧片19，料管4可以从IC接收块12后端插入IC接收块12，插入同时料管4上表面部会挤压固定弹簧片19，这样就限制了料管4上下方向的自由度，同时IC接收块12后端会有设置有根据料管4宽度设计的凹槽和停止位，该凹槽可以限制料管4左右方向的自由度，停止位可以确保料管4插入的深度的一致性。料管4插入IC接收块12后就被完全固定住，等待收料动作。因为采用的弹簧片19具有弹性，当料管4装满IC芯片5后，操作员只需克服料管4固定弹簧片19产生的摩擦力即可将料管4轻松拔出并更换。

在IC接收块12底部设有的真空流道123，真空流道123与待料穴121相连通，且真空流道123的出气端位于待料穴121底部，真空流道123的出气端内径不大于IC芯片5的尺寸，真空流道123的入气端连通外部空气，IC芯片5放置于真空流道123上方，压缩空气通过动力流道122后，通过文丘里原理会在流道出气端附近产生真空，同时加速膨胀的空气也会在IC芯片5底面和IC接收块12底面之间产生一个细微的气垫，根据伯努利效应真空流道123的出气端气流加速流出，使真空流道123产生相对的负压，根据上述两个原理真空流道123会把IC芯片5吸附在IC接收块12待料穴121的底面上，保证IC芯片5在无顶部盖板的情况下不被吹飞。同时因为IC芯片5后端还受到高速空气的作用，从而保证IC芯片5可以贴附在IC接收块12底面的同时，高速顺畅的滑入接收料管4。

待料穴121设置为自对位结构，可以将待料穴121设置为横截面为倒梯形结构，也可以将待料穴121周围设有斜壁，斜壁末端还设有一小段竖直壁，待料穴121尺寸是根据IC芯片5外形尺寸设计，开口处的斜壁是为了保证机械手把待出料的IC芯片5放入待料穴121时能够顺利滑入，即使有一定的放料位置误差也能利用斜壁导向使得IC芯片5顺利落入待料穴121。当IC芯片5进入待料穴121后，IC芯片5外形会被上述的直壁限位，从而保证每次IC芯片5进入待料穴121的位置一致，为下一步吹料做好准备。将直壁设置在待料穴121的三个方向，料管4一侧不设置直壁，因为三个方向都有直壁遮挡，从而形成了一个只有一个出口的小型的气室，该气室只有出料方向可以顺畅出气，配合上述动力流道122共同作用，完成吹料收料动作。

在IC接收块12下方还设置有真空气路调节机构，该机构包括六个真空气路流量调节阀17，真空气路流量调节阀17的型号是SMC-AS1211F-M5-04A，真空气路流量调节阀17的主要作用为调整真空气流量，真空气路流量调节阀17与上述IC接收块12中的真空流道123一一对应，一一相通，操作员通过调整真空气路流量调节阀17可以达到真空吸力和上述IC芯片5的重力匹配，从而既能保证IC芯片5在无顶部盖板的情况下不被吹飞，又能保证IC芯片5能高速顺畅的滑入接收料管4。

料管承托机构2包括支架21及其上安装的定位传感器22和分类显示模块，支架21的一端固定安装IC接收块12，支架21的另一端固定安装管端识别机构3，料管4外围固定安装至支架21上侧，接收块12上端安装光学传感器24，光学传感器的型号是ft-z30e，光学传感器24的检测端位于料管4的入料端，每个料管4通过一个定位传感器22检测安装到位信息，每个光学传感器24和每个定位传感器22均信号连接至分类显示模块，定位传感器22的型号是std-sunx-ex-14a，分类显示模块包括PLC及其信号连接的若干LED显示屏23，LED显示屏23是现有技术，其中高速切换阀11信号连接至PLC，PLC的型号是FP2-HSCT ，每个料管4均设置一个LED显示屏23，其中定位传感器22可以判断料管4是否正确放置到收料位置并信号传输至PLC，如果收料位没有放置料管4，PLC判断为无料管4，可以根据需要配置蜂鸣器发出警报，另外定位传感器22还可以监控料管4是否被更换，如果料管4更换后，定位传感器22信号传输至PLC，PLC控制LED显示屏23会触发一个计数清零信号，同时LED显示屏23上的料管4的信息也根据预设值发生变化，光学传感器24用来检测IC芯片5进入料管4的状态是否正常，当IC芯片5顺畅进入料管4后，会触发光学传感器24形成一个组跳变信号并信号传输至PLC，最终进入料管4的IC芯片5颗数会显示到LED显示屏23中，如果PLC没有收到光学传感器24的跳变信号，或者是收到一个常闭信号，说明IC芯片5没有正确进入料管4，可以根据需要配置蜂鸣器发出警报。

光学传感器24主要用于检测料管4的装料信息，并信号传输至PLC，PLC控制LED显示每个料管4的装料数量。

LED显示屏23的主要功能是独立显示对应接料管4的各种信息，如当前料管4中的IC芯片5的颗数信息，当前料管4的IC芯片5分BIN信息等，而且当料管4被拿走或者是更换后，PLC根据定位传感器22的信号判断LED显示屏23自动切换新料管4对应的信息。

料管承托机构2还包括料管4尾部支撑机构，管尾部支撑机构包括尾部支撑块，尾部支撑块可根据不同料管4的长度和厚度更换对应的尺寸，使得料管4保持水平，整个料管4水平放置，从而可以顺畅接收IC芯片5。

管端识别机构3包括固定板31、挡板32和颜色传感器33， 固定板31固定安装至支架21的一端，挡板32的下端设有长孔，螺栓的一端穿过长孔后固定连接至挡板32的上侧，挡板32上安装若干颜色传感器33，每个颜色传感器33均与一个料管4同轴心设置，颜色传感器33的型号是KEYENCE-FU-35FZ-2000，颜色传感器33信号连接至PLC，挡板32安装在固定板31上，因其设有长孔，操作员可同时做Y向的位置调整，挡板32和固定板31可以根据不同料管4的长度进行调整，确保挡板32与料管4的尾部留有一个小的间隙，这样既可以保证料管4取放的便利性，又可以确保料管4尾部塞子不被吹出，避免IC芯片5从料管4尾部掉落的风险，颜色传感器33固定安装在挡板32上，可随挡板32移动，颜色传感器33主要用来识别料管4尾部塞子的颜色并信号传输至PLC，PLC通过预设信息从而判断料管4的安装方向是否正确。

IC接收料装置的工作流程：

操作员将待收料料管4插入IC接收块12后，在弹簧片19一端的的作用下，料管4的一端被固定在IC接收块12的上端收料位，料管4尾部自然放置在料管4尾部支撑块上，整个料管4呈水平状态。

料管4插入同时会触发定位传感器22信号并传输至PLC，PLC进行判断工作，证实对应料管4已经放置到位，同时尾管颜色传感器33信号传输至PLC，PLC判断检查料管4尾部塞子的颜色是否正确，颜色正确开启收料工作。

外置配合的机械手通过真空吸嘴转移IC芯片5至IC接收块12的待料穴121上方并释放IC芯片5至接收块的待料穴121中，机械手无需停留在待料穴121上方等待下一步的吹料动作即可去完成后续的工作。

当机械手释放IC芯片5后代表IC芯片5落入待料穴121，PLC控制高速切换阀11开始工作，压缩空气通过多通道气路歧路块13后，进入IC接收块12对应动力流道122，并从动力流道122喷出。操作员可以通过调整节流阀14，调整压缩空气子气路的流量，从而控制IC芯片5的吹送速度。IC芯片5同时受到侧向的压缩空气产生的侧向推力，以及IC接收块12底部的真空流道123产生的吸引力，在上述两个力的共同作用下IC芯片5可以在无需上盖板的情况下，高速顺畅滑入接收料管4。

另外，操作员可以通过调整真空气路流量调节阀17，单独调整每路子气路的真空流量，从而控制IC芯片5受到的吸引力。这样可以更好的平衡侧向力和底部吸引力，从而达到高速稳定收料工作。每颗IC芯片5顺利进入料管4后，都会触发光学传感器24产生一组跳变信号，从而可以确保IC芯片5已经顺利进入料管4，同时这个信号通过PLC的处理还可以触发计数器工作，最终收料料管4中的IC芯片5的数量也会显示在对应料管4的LED显示屏23上。等到料管4收满规定数量的IC芯片5后，PLC判断料管4已满，根据需求配置蜂鸣器报警提示操作员更换料管4。操作员只需将满管料管4拔出，再插入一根空管料管4，机器即可继续工作。同时PLC根据定位传感器22信号控制LED显示屏23上的计数也会清零开始新的计数工作。

IC接收块12上设有自对位结构的待料穴121，且待料穴121底部设有真空流道123，待料穴121一侧设有动力流道122，料管4的一端位于待料穴121内且与动力流道122对称设置，气泵通过高速切换阀11向动力流道122内提供压缩空气，压缩空气用于IC芯片5的装填动力，该收料装置可以彻底取消原有工序中上盖板的工作工序，搬运机械手无需等待吹送料过程，在收料过程中无需机械手参与，可以大大提高测试分选的效率和稳定性；

通过真空流道123的作用无需外置真空发生器，这样既可以减少控制环节，又可以提高整个系统的稳定性和可靠性。因为采用自有真空和自有压缩空气的平衡工作，吹送过程中彻底取消了机械手的参与，对原有搬运机械手的控制难度也大幅降低，从而降低整机的控制难度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。