一种自动化工艺线中固定晶片的金属料盘

摘要

本发明提供了一种自动化工艺线中固定晶片的金属料盘，包括盘体，所述盘体上设置料盘放料位标识直边，所述料盘放料位标识直边用以拟合直线确定放料位旋转角度，所述盘体上设置晶片固定卡槽，所述晶片固定卡槽用以其与晶片形成高低落差并支撑晶片所述盘体设置金属料盘孔位台面，所述金属料盘孔位台面用以承载并提升金属料盘孔位高度，所述金属料盘孔位台面上设置金属料盘孔位，所述金属料盘孔位以其轮廓位置辅助定位所述金属料盘，所述盘体设置料盘固定卡槽，用以提供特殊定位点并辅助固定盘体，本发明的技术方案用以解决现有技术中的料盘晶片放置不稳定，易偏移，并且不能通过自动化的设备准确定位，不能实现工业自动化需要的缺陷。

权利要求

1.一种自动化工艺线中固定晶片的金属料盘，其特征在于：包括

盘体，所述盘体以固定放置晶片的方式设置为中空的圆环状；

料盘放料位标识直边，所述料盘放料位标识直边以拟合直线确定放料位旋转角度的方式设置在盘体；

晶片固定卡槽，所述晶片固定卡槽以其与晶片形成高低落差并支撑晶片的方式设置在料盘放料位标识直边周围的盘体；

金属料盘孔位，所述金属料盘孔位以其轮廓位置辅助定位所述金属料盘的方式设置在盘体；

金属料盘孔位台面，所述金属料盘孔位台面以承载并提升金属料盘孔位高度的方式设置在盘体；

料盘固定卡槽，所述料盘固定卡槽以提供特殊定位点并辅助固定盘体的方式设置在盘体。

2.根据权利要求1所述的金属料盘，其特征在于：圆环状的所述盘体上表面为平面，所述平面靠近圆环内侧边缘的部分设置有内侧倒角，圆环状的盘体内部空间形成为金属料盘底座。

3.根据权利要求1或2所述的金属料盘，其特征在于：所述盘体一侧向圆环内部延伸设置金属料盘孔位台面，所述金属料盘孔位台面的高度低于盘体高度，所述金属料盘孔位台面的底面与盘体底面平齐；

所述金属料盘孔位台面与所述盘体连接处设置有平台支撑块，所述平台支撑块的高度高于金属料盘孔位台面的高度，且低于盘体高度。

4.根据权利要求3所述的金属料盘，其特征在于：所述金属料盘孔位台面上设置有两个金属料盘孔位，两个所述金属料盘孔位对称的分布在金属料盘孔位台面的宽度方向的中心线的两侧。

5.根据权利要求4所述的金属料盘，其特征在于：所述料盘放料位标识直边向盘体内部凹陷的方式设置在盘体上，所述料盘放料位标识直边的轮廓为四边形，且所述四边形的四个边均以向盘体内部凹陷的方式设置在盘体。

6.根据权利要求5所述的金属料盘，其特征在于：所述料盘放料位标识直边包括第一直边、第二直边、第三直边和第四直边；

所述第一直边沿金属料盘孔位台面长度方向设置在金属料盘孔位台面上方的盘体，且所述第一直边与金属料盘孔位台面位置对应处向金属料盘孔位台面内部凹陷；

所述第四直边位于所述第一直边相对侧的盘体，且与第一直边平行设置；

所述第二直边和第三直边以垂直第一直边和第四直边的方式设置在第一直边和第四直边两端的盘体。

7.根据权利要求6所述的金属料盘，其特征在于：所述盘体上位于第一直边与第二直边、第三直边交汇处的两端分别形成有第一标识部和第二标识部；

所述盘体上位于第四直边与第二直边、第三直边交汇处的两端分别形成有与所述第二标识部和第一标识部位置相对的第四标识部和第三标识部。

8.根据权利要求7所述的金属料盘，其特征在于：所述晶片固定卡槽包括至少三个卡槽支架，至少三个所述卡槽支架自盘体内侧端面沿盘体的径向方向向盘体中部延伸设置，且至少三个所述卡槽支架之间等距设置；

所述卡槽支架的上表面低于盘体的上表面高度，且所述卡槽支架的上表面与平台支撑块的上表面平齐。

9.根据权利要求8所述的金属料盘，其特征在于：所述卡槽支架的中部向卡槽支架本体的方向凹陷形成落差槽，所述落差槽的长度大于等于卡槽支架的宽度。

10.根据权利要求1所述的金属料盘，其特征在于：所述料盘固定卡槽设在所述金属料盘孔位台面的宽度方向的中心线上，所述料盘固定卡槽自远离所述金属料盘孔位的方向延伸至盘体外侧边缘。

说明书

一种自动化工艺线中固定晶片的金属料盘

技术领域

[0001] 本发明涉及机械自动化和金属材料加工领域，特别涉及一种自动化工艺线中固定晶片的金属料盘。

背景技术

[0002] LED芯片目前以高功率、高亮度、高集成度小尺寸LED产品为发展重点，这要求LED芯片的光萃取效率要求越来越高，因此，开发具有大的临界出光角度，高可见光透过率、高可靠性的透明电极(TCL)，成为未来LED提高光萃取效率的发展趋势。一般而言，透明电极的选择有三个要求：良好的电导率、优异的可见光透过率和高的材料稳定性。在LED生产中，能兼顾上述三个要求的材料有三种，第一种是Ni/Au为代表的第一代透明电极，具有良好的电导率，和材料稳定性，但其重大不足是可将光透过率最大不足75％；第二种是以氧化铟锡(ITO)为代表的第二代透明电极，具有良好的电导率，高的可见光透过率，但其主要缺陷是材料的可靠性差，特别是对环境中的水汽，H离子的抵抗能力差，另外由于其材料含有稀有金属碲，具有毒性，对环境不友好和可持续发展性不好；第三种是以ZnO为代表的新一代透明电极，具有良好的电导率，极高的可见光透过率，极高的材料稳定性，且对环境友好可持续发展，代表着未来LED芯片透明电极发展的趋势。

[0003] 自动化、集成化、智能化是LED芯片制造领域发展的高级形态和必然之路，而当前主流的基于ITO工艺制程的LED芯片制造行业迈向智能制造仍存在诸多问题，如设备零散、手工作业多、工序失衡、产能失配、工艺不稳定等。针对第三代是以ZnO为代表的新一代透明电极，在客户的GaN LED外延片与ITO透明电极(TCL)的多重人工作业工序之间，升级改造为高自动化作业的ZnO TCL自动化工艺线，即将客户ITO TCL强酸强碱液体浸泡的多重人工作业工序，升级改造为ZnO LED芯片的对环境友好，高生产良率的自动化蚀刻芯片加工生产线，能够显著地提升传统LED芯片企业提升LED芯片性能和降低芯片生产的综合成本。

[0004] 金属料盘是一种自动组装机械的辅助设备，能把各种产品有序排出来，它可以配合自动组装设备一起将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品。金属料盘主要由料斗、底盘、控制器、直线送料器等配套组成。除满足产品排序外还可用于分选、检测、计数包装，是一种现代化高科技产品。金属料盘广泛应用于电池、五金、电子、医药、食品、连接器等各个行业，是解决工业自动化设备供料的必须设备。

[0005] 但是现有的配套设施中，金属由于其结构上的限制，导致晶片放置不稳定，易偏移，并且不能通过自动化的设备准确定位，不能实现工业自动化需要，同时，无法保证放置的晶片快速的风干。

发明内容

[0006] 本发明是鉴于上述问题提出的，通过改进金属料盘，以便于解决现有技术中的缺陷，具体的，包括盘体，所述盘体以固定放置晶片的方式设置为中空的圆环状；

[0007] 料盘放料位标识直边，所述料盘放料位标识直边以拟合直线确定放料位旋转角度的方式设置在盘体；

[0008] 晶片固定卡槽，所述晶片固定卡槽以其与晶片形成高低落差并支撑晶片的方式设置在料盘放料位标识直边周围的盘体；

[0009] 金属料盘孔位，所述金属料盘孔位以其轮廓位置辅助定位所述金属料盘的方式设置在盘体；

[0010] 金属料盘孔位台面，所述金属料盘孔位台面以承载并提升金属料盘孔位高度的方式设置在盘体；

[0011] 料盘固定卡槽，所述料盘固定卡槽以提供特殊定位点并辅助固定盘体的方式设置在盘体。

[0012] 优选的，圆环状的所述盘体上表面为平面，所述平面靠近圆环内侧边缘的部分设置有内侧倒角，圆环状的盘体内部空间形成为金属料盘底座。

[0013] 优选的，所述盘体一侧向圆环内部延伸设置金属料盘孔位台面，所述金属料盘孔位台面的高度低于盘体高度，所述金属料盘孔位台面的底面与盘体底面平齐；

[0014] 所述金属料盘孔位台面与所述盘体连接处设置有平台支撑块，所述平台支撑块的高度高于金属料盘孔位台面的高度，且低于盘体高度。

[0015] 优选的，所述金属料盘孔位台面上设置有两个金属料盘孔位，两个所述金属料盘孔位对称的分布在金属料盘孔位台面的宽度方向的中心线的两侧。

[0016] 优选的，所述料盘放料位标识直边向盘体内部凹陷的方式设置在盘体上，所述料盘放料位标识直边的轮廓为四边形，且所述四边形的四个边均以向盘体内部凹陷的方式设置在盘体。

[0017] 优选的，所述料盘放料位标识直边包括第一直边、第二直边、第三直边和第四直边；

[0018] 所述第一直边沿金属料盘孔位台面长度方向设置在金属料盘孔位台面上方的盘体，且所述第一直边与金属料盘孔位台面位置对应处向金属料盘孔位台面内部凹陷；

[0019] 所述第四直边位于所述第一直边相对侧的盘体，且与第一直边平行设置；

[0020] 所述第二直边和第三直边以垂直第一直边和第四直边的方式设置在第一直边和第四直边两端的盘体。

[0021] 优选的，所述盘体上位于第一直边与第二直边、第三直边交汇处的两端分别形成有第一标识部和第二标识部；

[0022] 所述盘体上位于第四直边与第二直边、第三直边交汇处的两端分别形成有与所述第二标识部和第一标识部位置相对的第四标识部和第三标识部。

[0023] 优选的，所述晶片固定卡槽包括至少三个卡槽支架，至少三个所述卡槽支架自盘体内侧端面沿盘体的径向方向向盘体中部延伸设置，且至少三个所述卡槽支架之间等距设置；

[0024] 所述卡槽支架的上表面低于盘体的上表面高度，且所述卡槽支架的上表面与平台支撑块的上表面平齐。

[0025] 优选的，所述卡槽支架的中部向卡槽支架本体的方向凹陷形成落差槽，所述落差槽的长度大于等于卡槽支架的宽度。

[0026] 优选的，所述料盘固定卡槽设在所述金属料盘孔位台面的宽度方向的中心线上，所述料盘固定卡槽自远离所述金属料盘孔位的方向延伸至盘体外侧边缘

[0027] 本发明的有益效果：

[0028] 本发明的料盘可以配合自动化产线的控制机器人，使其完成以前无法完成的复杂装配过程，帮助自动化工艺线设备完成其自动化上下料需求。构成快速换料，精准上料。机器人可以消除工业环境中对危险、乏味或疲劳劳动的需求。通过晶片与料盘底座的落差使其工艺步骤更为顺畅方便。

附图说明

[0029] 利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

[0030] 图1是表示实施例的盘体的立体图。

[0031] 图2是表示实施例的盘体的立体图。

[0032] 图3是表示实施例中金属料盘孔位的轮廓生成金属料盘模板来初步定位其位置的示意图。

[0033] 图4是表示实施例中料盘放料位标识直边拟合直线确定其旋转角度的示意图。

[0034] 图5是表示实施例中金属料盘放料位边缘拟合圆确定其中心点的示意图。

[0035] 图6是表示实施例的金属料盘的结构示意图。

[0036] 在图1、图2、图3、图4、图5和图6中包括有：

[0037] 1——盘体；

[0038] 11——内侧倒角；

[0039] 12——平台支撑块；

[0040] 2——晶片固定卡槽；

[0041] 21——卡槽支架；

[0042] 22——落差槽；

[0043] 3——金属料盘孔位；

[0044] 4——金属料盘孔位台面；

[0045] 5——料盘放料位标识直边；

[0046] 51——第一直边；

[0047] 52——第二直边；

[0048] 53——第三直边；

[0049] 54——第四直边；

[0050] 55——第一标识部；

[0051] 56——第二标识部；

[0052] 57——第三标识部；

[0053] 58——第四标识部；

[0054] 6——料盘固定卡槽。

具体实施方式

[0055] 结合以下实施例对本发明作进一步描述：

[0056] 实施例1

[0057] 本发明的实施方式之一，如图1至6所示，本实施例提供了一种自动化工艺线中固定晶片的金属料盘，包括

[0058] 盘体1，圆环状的所述盘体1上表面为平面，所述平面靠近圆环内侧边缘的部分设置有内侧倒角11，圆环状的盘体1内部空间形成为金属料盘底座。

[0059] 上述盘体的结构有利于晶片的放置，且该结构有利于自动标识金属料盘的位置以及旋转角度。

[0060] 料盘放料位标识直边5，所述料盘放料位标识直边5向盘体1内部凹陷的方式设置在盘体1上，所述料盘放料位标识直边5的轮廓为四边形，且所述四边形的四个边均以向盘体1内部凹陷的方式设置在盘体1。

[0061] 晶片固定卡槽2，所述晶片固定卡槽2包括三个卡槽支架21，三个所述卡槽支架21自盘体1内侧端面沿盘体1的径向方向向盘体1中部延伸设置，且三个所述卡槽支架21之间等距设置；其中两个卡槽支架分别设置在金属料盘孔位台面4的两侧的盘体上，剩余一个设置在金属料盘孔位台面4相对侧的盘体1上。

[0062] 所述卡槽支架21的上表面低于盘体1的上表面高度，且所述卡槽支架21的上表面与平台支撑块12的上表面平齐。

[0063] 所述卡槽支架21的中部向卡槽支架21本体的方向凹陷形成落差槽22，所述落差槽22的长度大于等于卡槽支架21的宽度。

[0064] 金属料盘孔位3，所述金属料盘孔位台面4上设置有两个金属料盘孔位3，两个所述金属料盘孔位3对称的分布在金属料盘孔位台面4的宽度方向的中心线的两侧。

[0065] 金属料盘孔位台面4，所述盘体1一侧向圆环内部延伸设置金属料盘孔位台面4，所述金属料盘孔位台面4的高度低于盘体1高度，所述金属料盘孔位台面4的底面与盘体1底面平齐；

[0066] 所述金属料盘孔位台面4与所述盘体1连接处设置有平台支撑块12，所述平台支撑块12的高度高于金属料盘孔位台面4的高度，且低于盘体1高度。

[0067] 料盘固定卡槽6，所述料盘固定卡槽6设在所述金属料盘孔位台面的宽度方向的中心线上，所述料盘固定卡槽6自远离所述金属料盘孔位的方向延伸至盘体外侧边缘。

[0068] 实施例2

[0069] 本发明的实施方式之一，如图所示，本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：所述料盘放料位标识直边5包括第一直边51、第二直边52、第三直边53和第四直边54；

[0070] 所述第一直边51沿金属料盘孔位台面4长度方向设置在金属料盘孔位台面4上方的盘体1，且所述第一直边51与金属料盘孔位台面4位置对应处向金属料盘孔位台面4内部凹陷；

[0071] 所述第四直边54位于所述第一直边51相对侧的盘体1，且与第一直边51平行设置；

[0072] 所述第二直边52和第三直边53以垂直第一直边51和第四直边54的方式设置在第一直边51和第四直边54两端的盘体1。

[0073] 所述盘体1上位于第一直边51与第二直边52、第三直边53交汇处的两端分别形成有第一标识部55和第二标识部56；

[0074] 所述盘体上位于第四直边54与第二直边52、第三直边53交汇处的两端分别形成有与所述第二标识部56和第一标识部55位置相对的第四标识部58和第三标识部57。

[0075] 实施例3

[0076] 本实施例提供了一种实施例1或实施例2中的金属料盘在自动化工艺线中的具体应用方式，特别提供一种自动化工艺线中的金属料盘视觉定位系统的应用方式，具体的，包括包括机械手臂、机台和金属料盘放料位，所述机械手臂上设置有抓取工具和手臂相机，所述机台设置有料盒和机台相机，所述视觉定位系统还包括控制系统，所述机械手臂与控制系统通过通信连接形成无间隙上下料的高自动化单元，所述控制系统包括，[0077] 视觉定位程序，所述视觉定位程序用于建立机械手臂与控制系统的通信连接，实现低延时操控，并且对晶片的移动及放置进行定位；

[0078] 所述视觉定位程序操作界面为图形用户界面，用于简化视觉定位程序与机械手臂的连接操作，通过修改固定参数达到实现通信连接的作用。

[0079] 具体的，形成为图形用户界面能便于使用者操作，并且将视觉定位程序在硬件操作系统界面上生成快捷方式，双击桌面方式图标启动视觉定位程序，使之连接机械手臂。

[0080] 所述视觉定位程序操作界面包括，

[0081] 发送内容，所述发送内容用于反馈错误日志，

[0082] 寄存器，所述寄存器用于存储，以备程序更新进行修复；

[0083] IP地址，所述IP地址用于物理寻址，为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异；

[0084] 端口号，所述端口号用于实现通信数据帧的识别，来区分不同的服务，一台主机对应一个端口号。

[0085] 具体的，启动视觉定位程序后，根据预设的通讯参数、IP地址、端口号，进行连接机械手臂，经信息提示框显示“连接成功”后，可以开始进行抓取和放置晶片的上下料定位工作。

[0086] 晶片模板，所述晶片模板是所述视觉定位程序根据晶片样本和曲线处理绘制而成的二维视图，用于描绘晶片轮廓特征；

[0087] 建立晶片模板，利用晶片轮廓特征生成模板，晶片直边位置拟合直线确定晶片旋转角度，晶片边缘拟合圆确定晶片中心位置。

[0088] 金属料盘模板，所述金属料盘模板是视觉定位程序根据金属料盘和曲线处理绘制而成的二维视图，用于描绘金属料盘轮廓特征，并且与晶片模块相区分；

[0089] 建立金属料盘模板，利用金属料盘孔位3的轮廓生成模板来初步定位金属料盘的位置，利用料盘放料位标识直边5拟合直线确定放料位的旋转角度，金属料盘放料位边缘拟合圆确定放料位中心点。

[0090] 相机坐标系，所述相机坐标系是相机视野范围内特征点的视觉坐标，相机坐标系的原点为相机的光心，相机坐标系的坐标x轴、y轴分别与图形平面上的X轴、Y轴平行，相机坐标系的z轴为相机光轴，所述z轴垂直于图形平面，所述z轴与图形平面的交点，为图形坐标系的原点，在所述原点处构成的直角坐标系为相机坐标系；

[0091] 机械手臂坐标系，所述机械手臂坐标系是所述机械手臂沿X、Y、Z轴线性运动时的轨迹点组成的坐标系；X、Y、Z轴是机械手臂运动轨迹的特征点组成的坐标轴。

[0092] 金属料盘放料位，放料位的坐标与所述金属料盘坐标一致。所述金属料盘放置于所述金属料盘放料位。

[0093] 具体的，通过上述结构能有效的实现机械手臂的移动，并且同时保证机械手臂完成精准的移动以及放置晶片的动作。

[0094] 所述抓取工具优选为吸盘。

[0095] 进一步的，具体的工作流程为：所述机械手臂上的抓取工具从料盒中取出一片晶片，然后沿所述机械手臂坐标系移动到机台相机处，所述机台相机对晶片拍照，取得当前晶片的在相机坐标系上的位置信息；包括晶片的中心点X、Y坐标及其相对所述晶片模板的旋转角度R。

[0096] 所述机械手臂沿机械手臂坐标系移动机器手臂到所述放料位，然后固定于机械手臂上的所述手臂相机对放料位拍照，取得所述放料位的在相机坐标系上的位置信息；包括放料位的中心点X、Y坐标及其相对所述金属料盘模板的旋转角度R。

[0097] 所述抓取工具驱动晶片旋转，使晶片的旋转角度R转到与料盘放料位角度一致后，修正晶片中心点位置，使其与金属料盘放料位中心点重合，所述抓取工具移动到放料位，释放抓取工具使晶片放置到放料位。

[0098] 所述视觉定位程序在晶片移动时控制所述机台相机工作；所述视觉定位程序在晶片放置时控制所述手臂相机工作，

[0099] 所述视觉定位程序对机台相机取得的所述相机坐标系上的位置信息与手臂相机取得的相机坐标系上的位置信息储存并比对。

[0100] 经所述视觉定位程序比对后产生的目标坐标位置与机械手臂坐标系为映射关系，即视觉定位程序发回给机械手臂的坐标位置，就是机械手臂坐标系下的实际坐标位置。

[0101] 具体的，相机坐标系与机械手臂坐标系标定，标定相机坐标系与机械手臂坐标系时，读取相机视野内特征点的视觉坐标，并用机械手臂指示出此特征点的坐标。此两组坐标为互相对应的一对标定数据。共需要采样3组以上的对应数据用于计算。标定完成后，视觉定位程序产生的坐标位置就与机械手臂坐标系的基坐标有了映射关系。即视觉定位程序将结果发回给机械手臂的坐标位置就是在机械手臂坐标系下的实际坐标位置。

[0102] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。