一种半导体自动封装系统的黑胶上料装置

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种半导体自动封装系统的黑胶上料装置。

背景技术

半导体封装过程中通常需要使用到黑胶对料片进行塑封，传统的半导体封装系统，多采用人工进行黑胶上料操作，人工上料，不仅效率低下，且投放过程中操作人员手部易分泌汗液，分泌的汗液会对黑胶造成污染从而降低黑胶的品质，进而影响到塑封的质量，另外，在投放黑胶的过程中，操作人员可能会被压机内的高温烫伤，存在安全隐患。基于此，市面上出现了半导体自动封装系统，通过自动化机构的应用实现了半导体封装的全自动化操作。此种半导体封装系统在黑胶的自动上料部分主要包括以下过程：振动盘直振出料，气缸夹持送料，夹具周转运输，电机旋转搬运，渐进式分离下料，顶升机构顶升并完成黑胶的上料。上述黑胶上料机构在夹具周转运输以及渐进式分离下料的阶段，因为需要将黑胶从振动盘分离机构搬运至夹具上，然后再通过旋转机构整体运送夹具至顶升机构处，且需渐进式分离，造成该部分空间结构较紧凑，且因涉及多次搬运，需要使用到多气缸联动，导致累计误差较大，成为后期宕机的主要因素，一旦发生故障，会严重影响整个生产制造的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构精简、精度高、便于调试和维修的半导体自动封装系统的黑胶上料装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种半导体自动封装系统的黑胶上料装置，包括料仓、直震供料机构、圆震、直震出料机构、升料顶升机构和黑胶上料控制器，所述的直震供料机构位于所述的料仓的下方且与所述的料仓相通，所述的圆震位于所述的直震供料机构的出口端与所述的直震出料机构的进口端之间，所述的升料顶升机构包括升料模块和用于带动所述的升料模块上下活动以实现上料操作的顶升模块，所述的升料模块具有用于实现黑胶竖向摆放的黑胶定位凹槽，所述的直震出料机构的出口端与所述的升料顶升机构之间可活动地设置有黑胶抓取机械手，所述的黑胶抓取机械手自所述的直震出料机构的出口端抓取黑胶并将抓取到的黑胶竖向摆放到对应的所述的黑胶定位凹槽内；所述的直震供料机构、圆震、直震出料机构、升料顶升机构和所述的黑胶抓取机械手均由所述的黑胶上料控制器控制动作。

所述的直震供料机构包括供料直震和安装在所述的供料直震上的供料轨道，所述的供料轨道与所述的料仓相通；所述直震出料机构包括出料直震和安装在所述的出料直震上的出料轨道，所述的出料轨道的出料端口设置有黑胶托承座，所述的黑胶托承座的出口端设置有出料限位机构。通过黑胶托承座用于托承输送到最前端的一个黑胶料，在该位置上便于实现黑胶料的抓取，同时通过出料限位机构用于避免黑胶料掉落。

所述的出料限位机构包括限位挡杆，所述的限位挡杆的一端向上凸起设置有限位部，所述的限位部设置在所述的黑胶托承座的出料端口，所述的限位挡杆的另一端由一驱动机构驱动带动所述的限位部上下活动以挡住或露出所述的黑胶托承座的出料端口。上述出料限位机构结构简单，通过限位部起到挡住以避免黑胶料掉落的作用；当处于黑胶托承座上的黑胶料被抓取时，驱动机构带动限位部向下活动，以避免对抓取动作造成阻碍，抓取完成后，驱动机构立马带动限位部向上运动将下一个黑胶料的位置限位住。

所述的驱动机构包括驱动气缸和驱动连杆，所述的驱动连杆可转动地安装在机座上使所述的驱动连杆的两端可分别上下翘动，所述的驱动气缸包括竖向设置可上下活动的驱动杆，所述的驱动连杆的一端与所述的驱动杆可转动连接，所述的驱动连杆的另一端与所述的限位挡杆的另一端可转动连接。上述驱动机构结构简单，驱动稳定，通过驱动气缸的驱动杆带动连杆上下翘动，从而带动限位部上下活动。

所述的黑胶托承座与所述的黑胶抓取机械手之间设置有称重机构，所述的称重机构包括称重工作台，所述的称重工作台上设置有称重传感器，所述的称重传感器与所述的黑胶上料控制器电信号连接，所述的称重传感器上设置有用于托承黑胶的称重托承座，黑胶通过一抓取机构自所述的黑胶托承座抓取置放到所述的称重托承座，所述的黑胶抓取机械手自所述的称重托承座抓取称重完的黑胶，若黑胶的重量合格，所述的黑胶通过所述的黑胶抓取机械手竖向摆放到所述的黑胶定位凹槽内，若黑胶的重量不合格，通过所述的黑胶抓取机械手将该重量不合格的黑胶抓取到设定的废料回收处进行回收。称重机构可以把实时读取的重量数据给予黑胶上料控制器，黑胶上料控制器根据预设的数据进行比对判定，确认该物料是否合格，保证后续产品的合格率。

所述的黑胶托承座与所述的称重托承座正对且齐平，所述的抓取机构包括设置在所述的黑胶托承座上方的气动夹爪，所述的气动夹爪自所述的黑胶托承座到所述的称重托承座作水平的直线往复运动，所述的气动夹爪的开合由气缸驱动。气动夹爪不夹取使时，限位部是处在限位挡住的位置，目的是避免位于黑胶托承座上的黑胶掉落，当气动夹爪做夹取动作时，通过驱动气缸活动带动限位部向下避让，目的是不阻碍气动夹具的前后活动，当气动夹爪夹取黑胶离开黑胶托承座的位置后，限位机构立马复位，继续起到挡料的作用。

所述的黑胶抓取机械手包括机械手安装座、第一摇臂和第二摇臂，所述的机械手安装座固定安装在工作台面上，所述的第一摇臂的第一端的下方竖向设置有转动安装柱，所述的转动安装柱可转动地安装在所述的机械手安装座上实现所述的第一摇臂可绕着所述的转动安装柱的中心轴线发生转动，所述的第二摇臂的第一端可转动地安装在所述的第一摇臂的第二端的下方，所述的第二摇臂的第二端的下方设置有用于夹持黑胶的夹持器。上述黑胶抓取机械手结构简单，操作灵活。

所述的黑胶为圆柱形结构，所述的出料轨道具有与所述的黑胶相配合的弧形出料凹槽使所述的黑胶横向平躺输送；所述的夹持器包括由气缸驱动开合的夹爪，所述的第二摇臂的第二端的下方设置有一支撑座，所述的支撑座上可转动地安装有一L型的连接座，所述的连接座包括转动板体和支承板体，所述的转动板体和所述的支承板体垂直固定连接，所述的转动板体可转动地设置在所述的支撑座上，所述的夹爪设置在所述的支承板体的下端面；所述的夹持器要夹取称重托承座上的黑胶料时，所述的支承板体呈水平状态，夹持完成后，通过所述的转动板体旋转90°使所述的支承板体呈竖直状态，实现黑胶料竖向放置到对应的所述的黑胶定位凹槽内。 黑胶横向平躺输送较为稳定，通过可转动安装在支撑座上的L型的连接座转动90°即可以实现夹爪夹取横向平躺的黑胶料后竖向摆放到黑胶定位凹槽内。

所述的转动板体的转动由翻转气缸驱动，所述的翻转气缸安装在所述的支撑座内。结构简单，驱动稳定。

所述的升料模块上间隔并列设置有多个所述的黑胶定位凹槽。

所述的黑胶托承座与所述的称重托承座均设置有下凹的V型定位凹槽。实现对横向平躺的黑胶料的稳定托承。

与现有技术相比，本发明的优点在于：黑胶自直震出料机构出料后，通过黑胶抓取机械手进行夹取并直接摆放到对应的黑胶定位凹槽内，把原来繁复的需要多个机构联动实现的各个动作由一个机械手替代，有效精简了整个上料装置的结构，优化了整个装置内部空间的布局，同时减少了各类繁琐的调试步骤，大部分的动作都可以通过机械手进行控制调节，操作精度也较高，便于有效提高生产制造效率。

附图说明

图1为本发明的整体立体结构示意图；

图2为本发明中黑胶抓取机械手在抓取横向平躺的黑胶料时的结构示意图；

图3为图1中D处的放大结构示意图；

图4为本发明中黑胶抓取机械手在抓取横向平躺的黑胶料后翻转使黑胶料呈竖向的结构示意图。

实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图所示，一种半导体自动封装系统的黑胶上料装置，包括料仓1、直震供料机构2、圆震3、直震出料机构4、升料顶升机构5和黑胶上料控制器（图中未显示），直震供料机构2位于料仓1的下方且与料仓1相通，圆震3位于直震供料机构2的出口端与直震出料机构4的进口端之间，升料顶升机构5包括升料模块51和用于带动升料模块51上下活动以实现上料操作的顶升模块52，升料模块51具有用于实现黑胶A竖向摆放的黑胶定位凹槽511，直震出料机构4的出口端与升料顶升机构5之间可活动地设置有黑胶抓取机械手6，黑胶抓取机械手6自直震出料机构4的出口端抓取黑胶A并将抓取到的黑胶A竖向摆放到对应的黑胶定位凹槽511内；直震供料机构2、圆震3、直震出料机构4、升料顶升机构5和黑胶抓取机械手6均由黑胶上料控制器控制动作。

在此具体实施例中，直震供料机构2包括供料直震22和安装在供料直震22上的供料轨道21，供料轨道21与料仓1相通；直震出料机构4包括出料直震（图中未显示）和安装在出料直震上的出料轨道41，出料轨道41的出料端口设置有黑胶托承座7，黑胶托承座7的出口端设置有出料限位机构8。通过黑胶托承座7用于托承输送到最前端的一个黑胶A料，在该位置上便于实现黑胶A料的抓取，同时通过出料限位机构8用于避免黑胶A料掉落。

在此具体实施例中，出料限位机构8包括限位挡杆81，限位挡杆81的一端向上凸起设置有限位部811，限位部811设置在黑胶托承座7的出料端口，限位挡杆81的另一端由一驱动机构驱动带动限位部811上下活动以挡住或露出黑胶托承座7的出料端口。上述出料限位机构8结构简单，通过限位部811起到挡住以避免黑胶A料掉落的作用；当处于黑胶托承座7上的黑胶A料被抓取时，驱动机构带动限位部811向下活动，以避免对抓取动作造成阻碍，抓取完成后，驱动机构立马带动限位部811向上运动将下一个黑胶A料的位置限位住。

在此具体实施例中，驱动机构包括驱动气缸82和驱动连杆83，驱动连杆83可转动地安装在机座B上使驱动连杆83的两端可分别上下翘动，驱动气缸82包括竖向设置可上下活动的驱动杆821，驱动连杆83的一端与驱动杆821可转动连接，驱动连杆83的另一端与限位挡杆81的另一端可转动连接。上述驱动机构结构简单，驱动稳定，通过驱动气缸82的驱动杆821带动连杆上下翘动，从而带动限位部811上下活动。

在此具体实施例中，黑胶托承座7与黑胶抓取机械手6之间设置有称重机构9，称重机构9包括称重工作台91，称重工作台91上设置有称重传感器（图中未显示），称重传感器与黑胶上料控制器电信号连接，称重传感器上设置有用于托承黑胶A的称重托承座92，黑胶A通过一抓取机构自黑胶托承座7抓取置放到称重托承座92，黑胶抓取机械手6自称重托承座92抓取称重完的黑胶A，若黑胶A的重量合格，黑胶A通过黑胶抓取机械手6竖向摆放到黑胶定位凹槽511内，若黑胶A的重量不合格，通过黑胶抓取机械手6将该重量不合格的黑胶A抓取到设定的废料回收处进行回收。称重机构9可以把实时读取的重量数据给予黑胶上料控制器，黑胶上料控制器根据预设的数据进行比对判定，确认该物料是否合格，保证后续产品的合格率。

在此具体实施例中，黑胶托承座7与称重托承座92正对且齐平，抓取机构包括设置在黑胶托承座7上方的气动夹爪10，气动夹爪10自黑胶托承座7到称重托承座92作水平的直线往复运动，气动夹爪10的开合由气缸101驱动。气动夹爪10不夹取使时，限位部811是处在限位挡住的位置，目的是避免位于黑胶托承座7上的黑胶A掉落，当气动夹爪10做夹取动作时，通过驱动气缸82活动带动限位部811向下避让，目的是不阻碍气动夹具的前后活动，当气动夹爪10夹取黑胶A离开黑胶托承座7的位置后，限位机构立马复位，继续起到挡料的作用。

在此具体实施例中，黑胶抓取机械手6包括机械手安装座61、第一摇臂62和第二摇臂63，机械手安装座61固定安装在工作台面C上，第一摇臂62的第一端的下方竖向设置有转动安装柱621，转动安装柱621可转动地安装在机械手安装座61上实现第一摇臂62可绕着转动安装柱621的中心轴线发生转动，第二摇臂63的第一端可转动地安装在第一摇臂62的第二端的下方，第二摇臂63的第二端的下方设置有用于夹持黑胶A的夹持器。上述黑胶抓取机械手6结构简单，操作灵活。

在此具体实施例中，黑胶A为圆柱形结构出料轨道41具有与黑胶A相配合的弧形出料凹槽411使黑胶A横向平躺输送；夹持器包括由气缸驱动开合的夹爪64，第二摇臂63的第二端的下方设置有一支撑座65，支撑座65上可转动地安装有一L型的连接座，连接座包括转动板体11和支承板体12，转动板体11和支承板体12垂直固定连接，转动板体11可转动地设置在支撑座65上，夹爪64设置在支承板体12的下端面；夹持器要夹取称重托承座92上的黑胶A料时，支承板体12呈水平状态，夹持完成后，通过转动板体11旋转90°使支承板体12呈竖直状态，实现黑胶料竖向放置到对应的黑胶定位凹槽511内。 黑胶A横向平躺输送较为稳定，通过可转动安装在支撑座65上的L型的连接座转动90°即可以实现夹爪64夹取横向平躺的黑胶A料后竖向摆放到黑胶定位凹槽511内。

在此具体实施例中，转动板体11的转动由翻转气缸（图中未显示）驱动，翻转气缸安装在支撑座65内。结构简单，驱动稳定。

在此具体实施例中，升料模块51上间隔并列设置有多个所述的黑胶定位凹槽511。

在此具体实施例中，黑胶托承座7与称重托承座92均设置有下凹的V型定位凹槽V1。实现对横向平躺的黑胶A料的稳定托承。

在整个上料操作过程中的各类运动轨迹均可通过黑胶上料控制器的路径编辑来完成，黑胶抓取机械手6可通过笛卡尔坐标系快速重复的完成取放料动作。

工作过程如下：首先通过气动夹爪10自黑胶托承座7抓取一个黑胶A置放到称重托承座92，通过称重传感器对黑胶A进行称重，将重量反馈给黑胶上料控制器，通过黑胶上料控制器判定该黑胶A的重量是否合格，黑胶抓取机械手6自称重托承座92抓取称重完的黑胶A，若黑胶A的重量合格，黑胶A通过黑胶抓取机械手6竖向摆放到对应的黑胶定位凹槽511内，若黑胶A的重量不合格，通过黑胶抓取机械手6将该重量不合格的黑胶A抓取到设定的废料回收处进行回收。