扁平无引脚封装引线框架与塑封流道的分离装置及方法与流程

本发明涉及半导体封装领域，具体涉及多规格的扁平无引脚封装引线框架与塑封流道的分离装置及方法。

背景技术：

搭载扁平无引脚封装形式的半导体器件引线框架为整块式封装，通常有单块塑封体、双块塑封体及四块塑封体。此类封装形式的产品其中间流道只能通过类似于“掰巧克力”的上折、下折动作分离，塑封流道位于引线框架垂直向上表面的需要下折动作分离，塑封流道位于引线框架垂直向下表面的需要上折动作分离。

由于扁平无引脚半导体器件的形式各异，相配的引线框架形式也各异，各类型的冲流道机器均可视为无需根据产品类型更换的主体部件加根据产品类型更换的交换件。当变更产品生产时，更换对应交换件即可。但半导体器件尺寸及其载体框架、塑封模具的多样性决定了其塑封工艺段中冲流道交换件的多样性，即在每种产品皆需对应一套流道分离装置。单套流道分离装置价格较高，产品种类丰富的企业如若需配齐，则必然造成前期高投入并拉高生产及维护成本，行业内缺少一种具有高通用性的流道分离装置。

技术实现要素：

本发明解决的一个技术问题是现有流道分离装置通用性差、扁平无引脚封装引线框架在封装后翘曲的问题，提供一种针对塑封流道位于引线框架垂直向上平面产品的分离装置。

本发明采用的技术方案是：扁平无引脚封装引线框架与塑封流道的分离装置，包括上模组件、下模组件和监测组件；所述上模组件包括顶座机构、气吹机构、折弯机构和夹持机构，所述下模组件包括底板机构和凹模机构；所述顶座机构包括顶座，所述顶座两端分别连接有直线轴承，所述直线轴承配有导向轴，所述导向轴一端通过直线轴承连接顶座，其另一端连接主轴座；所述折弯机构包括两个卸料板，所述卸料板通过转轴连接主轴座，其中一个卸料板上固接有气缸和支架，另一个卸料板上固接有轴承座，所述轴承座通过小径轴承连接销轴，所述销轴通过气缸头套与气缸相连；所述气缸的法兰处连接有气缸转轴座，所述气缸转轴座和支架之间连接有转轴；所述凹模机构包括凹模，所述凹模两端分别设有凹模转轴，所述凹模一侧通过连杆连接块连接连杆，所述凹模底部设有导杆座与移动导杆座，所述导杆座和移动导杆座上设有转座，所述转座上固接有导杆，所述导杆贯穿凹模，所述导杆上配有压簧。

扁平无引脚封装引线框架与塑封流道的分离方法，首先上膜组件下降，卸料板与凹模配合将引线框架压在中间；然后夹持气缸工作，夹爪将引线框架夹持；接着气吹机构对塑封流道吹气；同时气缸工作，驱动气缸杆顶出；气缸杆和支架做顺时针圆周运动；卸料板压着引线框架驱动凹模做顺时针圆周运动；气吹机构约束塑封流道，实现分离。

作为本发明的进一步改进，所述气吹机构包括快换气接头，所述快换气接头一侧固接有盖板，其另一侧设有若干气孔；所述盖板上固接有流道挡板，所述流道挡板设有用于压持塑封流道的高精度台阶，其内部设于与塑封流道布局一直的气孔和气道。

作为本发明的进一步改进，所述盖板上设有至少两个管螺纹孔，所述管螺纹孔与盖板的内部气流通道相连，快换气接头通过管螺纹与盖板相连；所述快换气接头设有气孔的一侧，还设有定位台阶。

作为本发明的进一步改进，所述夹持机构包括两个夹爪连杆，所述夹爪连杆之间分别连接有分离轴、夹持气缸和复位弹簧；所述夹爪连杆外侧固接有夹爪；所述夹持气缸与夹爪连杆之间设有气缸定位块；所述分离轴通过直线轴承二导向，所述直线轴承二位于直线轴承座内。

作为本发明的进一步改进，所述底板机构包括底板，所述底板的两端分别固接导轨滑块与固定座，所述导轨滑块上固接滑座，所述滑座上固接移动导杆座和推块；所述固定座上设有压块；所述滑座与固定座之间设有拉簧；所述底板上还固接有定位座，所述定位座上固接有底板定位柱。

作为本发明的进一步改进，所述凹模上分别固接有定位柱、定位针和定位块。

作为本发明的进一步改进，所述凹模侧面固接有挡块，用于限制夹持机构单向位移。

作为本发明的进一步改进，所述凹模侧面设有等高螺栓，所述等高螺栓穿过导杆与凹模相连。

作为本发明的进一步改进，所述监测组件包括折弯动作监测机构、夹持动作监测机构和引线框架监测机构；所述折弯动作监测机构位于顶座上，所述夹持动作监测机构和引线框架监测机构分别位于卸料板上。

本发明具有的有益效果：本发明具有如下优点：（1）机械及电气接口设计具有较高互换性，可适用于多种手、自动冲流道机器；（2）引线框架搭载结构设计适应能力强，拆卸简易，能够搭载市场上所有规格扁平无引脚封装引线框架；（3）具有多种动作异常的监测传感器及接口，可根据需求灵活选配安装。

附图说明

图1为本发明公开的一个实施例的示意图。

图2为本发明公开的一个实施例的上膜组件装配示意图。

图3为本发明公开的一个实施例的顶座机构示意图。

图4为本发明公开的一个实施例的气吹机构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为本发明公开的一个实施例的折弯机构示意图。

图7为本发明公开的一个实施例的夹持机构示意图。

图8为本发明公开的一个实施例的下模组件装配示意图。

图9为本发明公开的一个实施例的凹模机构示意图。

图10为本发明公开的一个实施例的底板机构示意图。

图11为本发明的折弯机构原理图。

图12为本发明的折弯机构工作示意图。

图中所示：10顶座机构，20气吹机构，30折弯机构，40夹持机构，50凹模机构，60底板机构，70折弯动作监测机构，80夹持动作监测机构，90引线框架监测机构，100引线框架，101顶座，102导向轴连杆，103直线轴承一，104弹簧垫圈，105缓冲弹簧，106导向轴，107主轴座，201流道挡板，202盖板，203快换气接头，204气孔，205定位台阶，301卸料板，302支架，303小径轴承，304气缸头套，305销轴，306转轴，307轴承座，308气缸转轴座，309气缸，310直线轴承座，401夹爪连杆，402分离轴，403气缸定位块，404夹持气缸，405直线轴承二，406复位弹簧，407夹爪，501凹模，502定位柱，503定位针，504定位块，505压簧，506导杆，507凹模转轴，508等高螺钉，509转座，510导杆座，511移动导杆座，512连杆连接块，513连杆，601底板，602定位座，603底板定位柱，604滑座，605导轨滑块，606推块，607拉簧，608固定座，609压块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的说明。

如图所示，扁平无引脚封装引线框架与塑封流道的分离装置，包括上模组件、下模组件和监测组件；所述上模组件包括顶座机构10、气吹机构20、折弯机构30和夹持机构40，所述下模组件包括底板机构60和凹模机构50；所述顶座机构10包括顶座101，所述顶座101两端分别连接有直线轴承一103，所述直线轴承配有导向轴106，所述导向轴106一端通过直线轴承连接顶座101，其另一端连接主轴座107；所述折弯机构30包括两个卸料板301，所述卸料板301通过转轴306连接主轴座107，其中一个卸料板上固接有气缸309和支架302，另一个卸料板上固接有轴承座307，所述轴承座通过小径轴承303连接销轴305，所述销轴305通过气缸头套304与气缸309相连；所述气缸的法兰处连接有气缸转轴座，所述气缸转轴座和支架之间连接有转轴；所述凹模机构50包括凹模501，所述凹模两端分别设有凹模转轴507，所述凹模一侧通过连杆连接块512连接连杆513，所述凹模501底部设有导杆座510与移动导杆座511，所述导杆座510和移动导杆座511上设有转座509，所述转座509上固接有导杆506，所述导杆贯穿凹模501，所述导杆上配有压簧505。凹模机构用于定位并搭载封装后带流道的引线框架，与折弯机构压持引线框架并联动做折弯动作。凹模的折弯中心与卸料板的折弯中心在上模组件与下模组件合模时，处于同轴状态，折弯动作时，卸料板与凹模相对位置不变，压持在二者中间的引线框架不会发生侧滑，避免损坏塑封体。压簧穿过导杆，转座分别安装于移动导杆座与导杆座的槽内，移动导杆座与导杆座穿过导杆，将压簧压缩在导杆上，导杆座安装于底座机构的底板上。

本发明的折弯机构呈平面连杆结构，该结构由两个连杆和三个铰链构成，配合凹模机构实现塑封流道的分离。小径轴承安装于轴承座，销轴穿过小径轴承及气缸头套的端部通孔，形成平面连杆结构中第一个铰链，该铰链位置被约束。气缸头套通过气缸自带双螺母结构锁紧于气缸杆头部，气缸杆与气缸头套形成第一个连杆。气缸转轴座有两处用于间隙配合转轴的通孔，气缸转轴座安装于气缸本体，支架设有与转轴间隙配合的通孔，并与转轴连接，该转轴成为平面连杆结构中第二个铰链。支架通过定位销与螺钉精确定位安装于卸料板；直线轴承座作为定位零件，通过定位销、螺钉与卸料板连接；夹持机构开合中线与塑封后引线框架中线重合，以保证夹持位置精度，支架与卸料板刚性连接形成另一个连杆。卸料板通过转轴安装于主轴座，该转轴成为第三个铰链，该铰链位置被约束。小径轴承、气缸转轴座与气缸之间的转轴、卸料板与主轴座之间的转轴作为平面连杆机构中三处铰链，通过更改所述三处铰链相对位置可调整折弯角度，减少流道残留现象。

进一步地，为提高气吹机构对塑封流道风冷的效果，将塑封流道快速冷却至室温脆化，气吹机构20包括快换气接头203，所述快换气接头203一侧固接有盖板202，其另一侧设有若干气孔204；所述盖板上固接有流道挡板201，所述流道挡板201设有用于压持塑封流道的高精度台阶，以抑制其在折弯动作中抛飞，其内部设于与塑封流道布局一直的气孔和气道。

进一步地，为提高气吹机构的工作效果，盖板202上设有至少两个管螺纹孔，所述管螺纹孔与盖板的内部气流通道相连，快换气接头通过管螺纹与盖板相连；所述快换气接头203设有气孔的一侧，还设有定位台阶205。

进一步地，为提高夹持机构的工作效果，实现夹爪开合以抓取并稳定引线框架。夹持机构40包括两个夹爪连杆401，所述夹爪连杆之间分别连接有分离轴402、夹持气缸404和复位弹簧406；所述夹爪连杆401外侧固接有夹爪407；所述夹持气缸404与夹爪连杆401之间设有气缸定位块403；所述分离轴402通过直线轴承二405导向，所述直线轴承二位于直线轴承座310内。两根分离轴402通过直线轴承405导向，直线轴承405安装于直线轴承座内310内。

进一步地，为提高本发明的工作效果，使得底板结构能够有效配合凹模机构和折弯机构的工作。底板机构60包括底板601，所述底板601的两端分别固接导轨滑块605与固定座608，所述导轨滑块605上固接滑座604，所述滑座604上固接移动导杆座511和推块606；所述固定座608上设有压块609；所述滑座604与固定座608之间设有拉簧607；所述底板601上还固接有定位座602，所述定位座602上固接有底板定位柱603。推块作为外部气缸施加推力的对象，驱动凹模机构以导轨滑块为导向做平移运动，拉簧用于抛弃塑封流道动作复位。压块安装于固定座，将凹模限制为水平状态。

进一步地，为提高夹持机构的工作效果，所述凹模侧面固接有挡块，用于限制夹持机构单向位移。凹模侧面设有等高螺栓508，所述等高螺栓穿过导杆506与凹模相连。

进一步地，为提高本发明的工作效果，提高自动化效率和杜绝安全隐患。所述监测组件包括折弯动作监测机构70、夹持动作监测机构80和引线框架监测机构90；所述折弯动作监测机构70位于顶座上，所述夹持动作监测机构80和引线框架监测机构90分别位于卸料板301上。

实施例，包括顶座机构10、气吹机构20、折弯机构30、夹持机构40、凹模机构50以及底板机构60；将所述组件装配完毕后，由顶座机构10、气吹机构20、折弯机构30与夹持机构40构成的上模组件，其通过顶座101的定位孔与各种类型冲流道机机械接口连接。由凹模机构50以及底板机构60构成的下模组件，其通过底板601的定位孔与冲流道机机械接口连接，形成上、下模组件对位的状态。为保证本发明的通用性与互换性，顶座101、底板601具有多种定位及连接方式。将外界气源通过软管分别接入快换气接头203、气缸309与夹持气缸404，将折弯动作监测机构70、夹持动作监测机构80、监测引线框架有无的引线框架监测机构90的传感器信号线与电源线接入冲流道机信号端子。至此，完成本发明与各类型冲流道机的装机工作。

由人工或自动机械手将塑封后带中间流道的引线框架100置于凹模501上，由定位柱502与定位块504形成的空间对引线框架进行粗定位，由定位针503穿过引线框架上的特征孔进行精定位，当引线框架100布局及尺寸发生变化时，更换配套凹模501即可。夹持气缸404进气，驱动夹爪407打开，打开后的夹爪407内距大于引线框架100宽度，触发夹持动作监测机构80的传感器，表征夹爪407已打开。根据不同引线框架100的布局与尺寸，更改定位块403的厚度即可控制夹持引线框架100的夹爪407之间的内距。上模组件下降，通过流道挡板201与定位柱603的配合进行上、下模组件定位，卸料板301与凹模501接触后将引线框架100压在中间。此时上模组件终止下降，触发引线框架监测机构90的传感器，表征引线框架100准确的置于凹模机构50内。此时卸料板301与凹模501、转轴306、凹模转轴507、滑座604、固定座608的旋转中心同轴。气缸404复位，带动夹爪407复位将引线框架100夹持住，夹持动作监测机构80的传感器复位，表征所述夹爪407已闭合夹持。同时开启气吹机构20进气，盖板202内部气流通道与流道挡板201内部气道连通，气流通过流道挡板201内部通道，正对着中间塑封流道的气孔排出作冷却，使得中间塑封流道迅速冷却至玻璃化温度以下，中间塑封流道呈玻璃态脆性，可避免分离后残留于引线框架100。两个导向轴106之间通过导向轴连杆102相连，缓冲弹簧105与弹簧垫圈104穿过导向轴106，弹簧垫圈用于承受缓冲弹簧压力，缓冲弹簧用于缓解上模组件的刚性冲击。

卸料板301受气缸309复位状态牵拉呈水平状态，凹模501受压簧505与压块609共同约束为水平状态，保持折弯机构未动作时，将引线框架100水平压制。卸料板301与引线框架100接触面设有塑封体让位槽，避免在折弯动作前压伤塑封体与引线框架。折弯动作前，气缸309处于复位位置，卸料板301被牵拉呈水平状态。折弯时，气缸309进气，驱动气缸杆顶出即第一连杆长度加长。由于第一、三铰链相对位置被约束，两根连杆做顺时针圆周运动，带动卸料板301以转轴306（第三铰链）为圆心做顺时针圆周运动。卸料板301压着引线框架100驱动凹模501同时做顺时针圆周运动，呈下折动作。此时触发折弯动作监测机构70的传感器，表征折弯动作正确执行。由于卸料板301与凹模501、转轴306、转轴507、滑座604与固定座608的旋转中心同轴，并且夹持机构40在折弯过程中保持对引线框架100的夹持，卸料板301与凹模501压着引线框架100做圆周运动时不会产生相对滑动，避免了损伤塑封体。而流道挡板201约束中间流道的垂向运动，在引线框架做下折动作时，中间流道从引线框架上分离。气缸309的行程控制折弯动作的角度，根据不同产品的特点进行折弯角度调节以达到最好的分离效果，既不损伤引线框架，也无中间塑封流道残留。为防止分离不彻底的现象，可通过控制气缸309的进气电磁阀进行多次下折分离。下折分离完成后，气缸309复位，带动折弯机构30复位，卸料板301恢复水平状态。凹模501在压簧505与压块609共同作用下恢复为水平状态，折弯动作监测机构70的传感器复位，表征折弯动作完成执行。此时，扁平无引脚封装引线框架与塑封流道的分离动作完成。

夹持机构40保持夹持引线框架100，上模组件上升至上限位，待自动收集引线框架装置运动至上模组件正下方，或人工将引线框架收集夹具置于上模组件正下方时，气缸404动作，驱动夹爪连杆401，夹爪407打开，将引线框架100释放，落入引线框架收集装置或夹具中，此时，一个工作循环完成。

需要特别说明的是若无冲流道机，本发明也可作为独立装置进行分离扁平无引脚封装引线框架与塑封流道，配合冲流道机则效果更佳。

本发明的气吹机构对塑封流道进行风冷，将塑封流道快速冷却至室温脆化；凹模机构用于定位并搭载封装后带流道的引线框架；折弯机构联动凹模机构执行折弯动作；夹持机构实现夹爪开合以抓取并稳定引线框架。本发明具备高度模块化，各组件及传动机构间的接口均标准化，组件间无干涉。本发明能够根据各类引线框架规格便捷更换适配性组件，完全分离封装后的扁平无引脚封装引线框架与塑封流道；分离后无塑封流道残留、无引线框架变形，并可在一定程度上抑制引线框架翘曲。

本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。