面向集成电路封测的全自动控制烘烤系统及烘烤方法与流程

1.本发明涉及一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤系统，同时还涉及相应的烘烤方法，属于集成电路封测技术领域。


背景技术：

2.目前，汽车、个人电脑、智能手机等已经成为我们日常的工作及生活娱乐的重要组成部分。这主要归功于集成电路技术的突飞猛进。随着集成电路（简称为芯片）的集成度越来越高，功能越来越强大，体积越来越小，集成电路封测已经成为集成电路产业中一个不可或缺的组成部分。
3.在集成电路封测过程中，烘烤箱作为去除集成电路中水分，保障芯片稳定性的设备，起着至关重要的作用。现有技术中使用的烘烤箱在结构及功能上都是相似的。在使用时，由操作人员打开炉门，并将待烘烤物料（如芯片）由操作人员放置到架子上，关闭炉门。当烘烤物料达到设定时间后进行报警，再由人员打开炉门，将烘烤完毕的物料取出。其中，烘烤参数由产品厚度、产品湿度明敏级别、烘烤温度、烘烤时间综合决定。由于经常取放芯片会造成箱内温度环境不稳定和产生物料混料的风险，同时由于取放时处于高温状态，对操作人员也有着烫伤风险。
4.专利号为zl 201720563731.6的中国实用新型专利中公开了一种集成电路加工用烘烤箱。它通过在底板上设置箱体，箱体的内侧设有扣架，扣架的外表面绕有电热丝，箱体的外侧设有温控器，温控器与电热丝通过电缆线连接，同时，箱体的内底部上设有旋调座，从而通过电热丝可以方便对箱体的内部实现电加热。然而，操作人员在物料搬运过程中仍然存在烫伤风险。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤系统。
6.本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤方法。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：根据本发明实施例的第一方面，提供一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤系统，包括：控制器；烘烤箱，所述烘烤箱具有可关闭的上料入口和可关闭的下料出口，并具有多个用于放置待烘烤物料的物料放置位，所述物料放置位能够在所述上料入口与所述下料出口之间往复移动；状态检测装置，设置于所述烘烤箱上，并与所述控制器连接，以用于检测所述烘烤箱内的烘烤状态，并反馈给所述控制器；
上料机构，设置于所述烘烤箱的上游，并与所述上料入口相对应，所述上料机构与所述控制器连接，以接收所述控制器根据所述状态检测装置的第一检测结果向所述上料机构发出的第一控制指令，从而将所述待烘烤物料从所述上料机构转移至所述物料放置位；下料机构，设置于所述烘烤箱的下游，并与所述下料出口相对应，所述下料机构与所述控制器连接，以接收所述控制器根据所述状态检测装置的第二检测结果向所述下料机构发出的第二控制指令，从而将已烘烤物料从所述物料放置位转移至下一工位。
8.其中较优地，所述烘烤箱包括：烘烤箱本体，所述烘烤箱本体的两侧分别开设有所述上料入口和所述下料出口，所述上料入口和所述下料出口出均设有控制闸门，所述控制闸门与所述控制器连接，以控制所述上料入口和所述下料出口的打开与关闭；载料转盘，可转动地设置于所述烘烤箱本体内，所述载料转盘上设有多个可转动的物料放置位，所述载料转盘的旋转轴线与所述物料放置位的旋转轴线平行，所述载料转盘的转动带动多个所述物料放置位在所述上料入口与所述下料出口之间往复移动；烘烤部，设置于所述烘烤箱本体内，并位于所述载料转盘下方，以用于对所述物料放置位上的待烘烤物料进行烘烤。
9.其中较优地，所述上料机构包括：上料传送装置，设置于所述烘烤箱的上游，并与所述控制器连接，以用于将所述待烘烤物料从第一设定位置传送至第二设定位置；上料机械手，设置于所述第二设定位置处，并与所述控制器连接，以根据所述第一控制指令，将所述待烘烤物料从所述第二设定位置转移至所述物料放置位上。
10.其中较优地，所述上料机构还包括第一位置传感器和第二位置传感器；所述第一位置传感器设置于所述第一设定位置处，并与所述控制器连接，以用于检测所述第一设定位置处是否存在待烘烤物料，并反馈给所述控制器；所述第二位置传感器设置于所述第二设定位置处，并与所述控制器连接，以用于检测所述待烘烤物料是否传送到位，并反馈给所述控制器。
11.其中较优地，所述上料机构还包括两个上料定位块，所述两个上料定位块分别设置于所述上料传送装置的两侧，并位于所述第一设定位置；所述上料定位块的远离所述上料机械手的一端，朝向另一所述上料定位块延伸出限位挡板，以用于将所述待烘烤物料限制在所述第一设定位置。
12.其中较优地，所述上料机械手包括：上料支架；升降电机，设置于所述上料支架上，并与所述控制器连接，所述升降电机的动力轴沿竖直方向伸缩运动；水平电机，设置于所述升降电机的动力轴上，并与所述控制器连接，所述水平电机的动力轴沿水平方向伸缩移动；承托件，设置于所述水平电机的动力轴上。
13.其中较优地，所述下料机构包括：下料机械手和下料传送装置；所述下料机械手设置于所述烘烤箱的下游，并与所述控制器连接，以根据所述第二控制指令，将已烘烤物料从所述物料放置位转移至所述下料传送装置上；所述下料传送
装置与所述控制器连接，以用于将所述已烘烤物料传送至下一工位。
14.其中较优地，还包括降温机构，所述降温机构设置于所述下料机构的下游，所述下料机构接收所述第二控制指令，以将已烘烤物料从所述物料放置位转移至所述降温机构处进行冷却降温。
15.其中较优地，还包括缓存机构，所述缓存机构设置于所述降温机构的下游，以用于将已冷却物料从所述降温机构转移至所述缓存机构的缓存工位。
16.根据本发明实施例的第二方面，提供一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤方法，包括如下步骤：控制上料机构将待烘烤物料传送至待上料位；控制状态检测装置对烘烤箱内的烘烤状态进行检测；根据所述状态检测装置的第一检测结果，向所述上料机构发送第一控制指令，以控制所述上料机构将所述待烘烤物料从所述待上料位转移至所述烘烤箱内的物料放置位，从而对所述待烘烤物料进行烘烤；根据所述状态检测装置的第二检测结果，向下料机构发送第二控制指令，以控制所述下料机构将已烘烤物料从所述物料放置位转移至下一工位。
17.本发明所提供的全自动控制烘烤系统及烘烤方法，能够实现自动上料、自动烘烤以及自动下料的流水线烘烤模式，可以避免操作人员在工艺过程中出现错误，在提高烘烤效率的同时，还提高了烘烤的安全性。此外，利用状态检测装置对烘烤箱内的烘烤状态进行检测，使得每次上料都具备记录功能，能够对烘烤物料进行实时检测，可用于系统数据分析和追踪，同时也避免了人为操作造成错取的风险。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤系统的结构示意图；图2为全自动控制烘烤系统中，烘烤箱的结构示意图；图3为全自动控制烘烤系统中，控制闸门的结构示意图；图4为全自动控制烘烤系统中，上料机构的结构示意图；图5为全自动控制烘烤系统中，上料机械手的结构示意图；图6为全自动控制烘烤系统中，缓存机构的结构示意图；图7为本发明实施例提供的一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤方法的流程简图；图8为本发明实施例提供的一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤方法的具体流程图。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
20.如图1所示，为本发明实施例提供的一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤系统，包括：控制器1、烘烤箱2、状态检测装置3、上料机构4和下料机构5。
21.其中，控制器1用于对各机构进行运动控制，本实施例中，控制器1为工控机，在其
他实施例中，也可以适应性替换为其他结构（例如：plc控制器）。
22.烘烤箱2具有可关闭的上料入口201和可关闭的下料出口202，并具有多个用于放置待烘烤物料（本实施例中的待烘烤物料为：放置在载盘上的多个集成电路芯片，例如：放置有50个集成电路芯片的载盘）的物料放置位203。物料放置位203能够在上料入口201与下料出口202之间往复移动，从而能够带动待烘烤物料在上料入口201与下料出口202之间往复移动。
23.状态检测装置3设置于烘烤箱2上，并与控制器1连接，以用于检测烘烤箱2内的烘烤状态（例如：烘烤温度、烘烤时间、是否存在空余的物料放置位等），并反馈给控制器1。由此，利用该状态检测装置3能够有效检测烘烤箱2内何时可以上料，何时可以下料，避免对物料烘烤过度或烘烤不足。
24.上料机构4设置于烘烤箱2的上游，并与上料入口201相对应，上料机构4与控制器1连接，以接收控制器1根据状态检测装置3的第一检测结果向上料机构4发出的第一控制指令，从而将待烘烤物料从上料机构4转移至物料放置位203，从而对待烘烤物料进行烘烤。
25.下料机构5设置于烘烤箱2的下游，并与下料出口202相对应，下料机构5与控制器1连接，以接收控制器1根据状态检测装置3的第二检测结果向下料机构5发出的第二控制指令，从而将已烘烤物料从物料放置位203转移至下一工位。
26.在本发明的一个实施例中，具体使用时，首先控制上料机构4将待烘烤物料传送至待上料位；然后，控制状态检测装置3对烘烤箱2内的烘烤状态进行检测；再然后，根据状态检测装置3的第一检测结果，向上料机构4发送第一控制指令，以控制上料机构4将待烘烤物料从待上料位转移至烘烤箱2内的物料放置位203，从而对待烘烤物料进行烘烤；最后，根据状态检测装置3的第二检测结果，向下料机构5发送第二控制指令，以控制下料机构5将已烘烤物料从物料放置位203转移至下一工位。由此，通过该全自动控制烘烤系统能够实现自动上料、自动烘烤以及自动下料的流水线烘烤模式，可以避免操作人员在工艺过程中的出现的错误，严格按照涉及程序执行即可，在提高烘烤效率的同时，还提高了烘烤的安全性。此外，利用状态检测装置3对烘烤箱2内的烘烤状态进行检测，使得每次上料都具备记录功能，能够对烘烤物料进行实时检测，可用于系统数据分析和追踪，同时也避免了人为操作造成错取的风险。
27.如图2所示，在本发明的一个实施例中，烘烤箱2包括：烘烤箱本体21、载料转盘22和烘烤部23。具体的，烘烤箱本体21具有中空的内腔，该内腔内设有隔板211，从而将内腔分隔为上腔体212和下腔体213，其中，该隔板211上开设有通风间隙，以用于烘烤。该烘烤箱本体21的两侧分别开设有上料入口201和下料出口202，该上料入口201和下料出口202均与上腔体212连通，以使得待烘烤物料能够通过上料入口201进入上腔体212内，并通过下料出口202离开上腔体212。
28.在本发明的一个实施例中，上料入口201和下料出口202处均设有控制闸门24，控制闸门24与控制器1连接，以控制上料入口201和下料出口202的打开与关闭。其中，上料入口201和下料出口202处的控制闸门24结构相同，现仅以上料入口201处的控制闸门24为例进行说明。具体的，如图3所示，控制闸门24包括伸缩气缸241和门板242。伸缩气缸241与控制器1连接，门板242连接在伸缩气缸241的动力轴上。伸缩气缸241能够在控制器1的控制下，带动门板242沿a方向往复移动，从而打开或关闭上料入口201。其中，在本发明的一个实
施例中，上料入口201和下料出口202的开口大小仅需满足在同一时间供一个物料进出即可，从而能够有效避免其他物料中途开门时造成的温度骤降。可以理解的是，本实施例中，通过控制闸门24控制上料入口201和下料出口202的开启与关闭，仅为一种较为简单的实施方式，但不限定于该结构形式，在其他实施例中，可根据需要对控制闸门24进行适应性的结构调整。
29.载料转盘22可转动地设置于烘烤箱本体1内的上腔体212内，载料转盘22上设有多个可转动的物料放置位203。其中，载料转盘22的旋转轴线与物料放置位203的旋转轴线平行，从而形成类似“摩天轮”的结构，使得载料转盘22的转动能够带动多个物料放置位203在上料入口201与下料出口202之间往复移动。而且，在载料转盘22转动的过程中，物料放置位203因重力作用会始终保持竖直状态。具体的，本实施例中，在上腔体212的外壁上设置有旋转电机204，该旋转电机204的动力轴与载料转盘22连接，从而使得旋转电机204能够带动载料转盘22绕x轴（如图2所示）转动。
30.烘烤部23设置于烘烤箱本体1内的下腔体213内，并位于载料转盘22的下方，以用于对物料放置位203上的待烘烤物料进行烘烤。具体的，在本发明的一个实施例中，烘烤部23为电热丝，同时，在下腔体213的外壁上设置有鼓风机205，利用该鼓风机205，能够将电热丝产生的热量通过隔板211上的通风间隙送入上腔体212内，以对待烘烤物料进行烘烤。由此，利用鼓风机205配合电热丝23有利于提高对待烘烤物料的烘烤效率。
31.如图4所示，在本发明的一个实施例中，上料机构4包括上料传送装置41和上料机械手42。具体的，上料传送装置41设置于烘烤箱2的上游，并与控制器1连接，以用于将待烘烤物料从第一设定位置（即图4中的a位置）传送至第二设定位置（即图4中的b位置）。其中，第一设定位置为待烘烤物料的初始放置位置，第二设定位置为待烘烤物料的待上料位。上料机械手42设置于该第二设定位置处，并与控制器1连接，以根据第一控制指令，将待烘烤物料从第二设定位置转移至物料放置位203上。
32.具体上料时，首先将待烘烤物料放置在第一设定位置处；然后，利用上料传送装置41（本实施例中为传送带）将待烘烤物料传送至第二设定位置处；最后，利用上料机械手将待烘烤物料从第二设定位置传送至物料放置位203上，完成待烘烤物料的上料过程。
33.在本发明的一个实施例中，上料机构4还包括第一位置传感器43和第二位置传感器44。其中，第一位置传感器43设置于第一设定位置处，并与控制器1连接，以用于检测第一设定位置处是否存在待烘烤物料，并反馈给控制器。第二位置传感器44设置于第二设定位置处，并与控制器1连接，以用于检测待烘烤物料是否传送到位，并反馈给控制器。由此，在上料过程中，通过第一位置传感器43配合第二位置传感器44能够对待烘烤物料进行精确的位置检测，以保证待烘烤物料的位移精度。
34.在本发明的一个实施例中，上料机构4还包括两个上料定位块45。两个上料定位块45分别设置于上料传送装置41的两侧，并位于第一设定位置；而且，上料定位块45的远离上料机械手42的一端，朝向另一上料定位块45延伸出限位挡板451，以用于将待烘烤物料限制在第一设定位置。此外，该上料定位块45上开设有避让槽452，以避让操作人员的手指，从而方便待烘烤物料的放置。具体使用时，操作人员拿捏住待烘烤物料后，手指穿过该避让槽452，从而将待烘烤物料放置在上料传送装置41上；然后，将待烘烤物料沿y方向（如图4所示）推动，直至待烘烤物料的边缘抵顶所述限位挡板451，此时，待烘烤物料停止在第一设定
位置处，利用第一位置传感器43能够检测第一设定位置处是否存在待烘烤物料。由此，利用该上料定位块45一方面能够提高待烘烤物料的放置精度，另一方面也能够提高待烘烤物料放置的便利性。
35.如图5所示，在本发明的一个实施例中，上料机械手42包括：上料支架421、升降电机422、水平电机423以及承托件424。具体的，升降电机422设置于上料支架421上，并与控制器1连接，升降电机422的动力轴沿竖直方向伸缩运动。水平电机423通过连接件425设置于升降电机422的动力轴上，并与控制器1连接，水平电机423的动力轴沿水平方向伸缩移动。承托件424设置于水平电机423的动力轴上。由此，升降电机422的动力轴沿竖直方向伸缩运动可带动水平电机423以及承托件424整体沿竖直方向往复移动，同时，水平电机423的动力轴沿水平方向伸缩移动可带动承托件424沿水平方向往复移动，从而可调节承托件424的位置，进而完成入料操作。
36.具体使用时，当待烘烤物料被传送至第二设定位置后，会相应地位于承托件424的上方，此时，首先通过升降电机422沿竖直方向移动，从而可将待烘烤物料承托在该承托件424上，当上升到一定高度后，则升降电机停止上升，水平电机423带动承托件424沿水平方向移动，直至将待烘烤物料放置到物料放置位203后，水平电机423与升降电机422依次回归原位，等待下一次入料操作。
37.如图1所示，在本发明的一个实施例中，下料机构5包括：下料机械手51和下料传送装置52。具体的，下料机械手51设置于烘烤箱2的下游，并与控制器1连接，以根据第二控制指令，将已烘烤物料从物料放置位203转移至下料传送装置52上；下料传送装置52与控制器1连接，以用于将已烘烤物料传送至下一工位。其中，下料机械手51的具体结构与上料机械手42相同，下料传送装置52与上料传送装置41均为传送带，在此不再赘述。下料机构5与上料机构4的区别之处在于工作顺序的不同：上料时，首先由上料传送装置41将待烘烤物料传送至上料机械手42处，然后，由上料机械手42完成上料；下料时，首先由下料机械手51将已烘烤物料转移至下料传送装置52上，然后，再由下料传送装置52将已烘烤物料传送至下一工位。
38.如图1所示，在本发明的一个实施例中，全自动控制烘烤系统还包括降温机构6，降温机构6设置于下料机构5的下游，下料机构5接收第二控制指令，以将已烘烤物料从物料放置位203转移至降温机构6处进行冷却降温。具体的，在该实施例中，降温机构6包括离子风扇61和传送带62，下料机构5接收第二控制指令后，将已烘烤物料从物料放置位203转移至传送带62上；然后，利用离子风扇61吹出离子风对物料进行降温冷却；在离子风的作用，当物料的表面温度达到设定温度（可根据需要自行设定）要求后，再由传送带62传送至下一工位。
39.需要理解的是，离子风扇61吹出的离子风携带大量的带有正负电荷的气流，能够中和掉物料上所带的电荷。当物料表面所带电荷为负电荷时，物料会吸收气流中的正电荷；当物料表面所带电荷为正电荷时，物料会吸收气流中的负电荷，从而使物料表面上的静电被中和，达到消除静电的目的。由此，利用该降温机构6不仅能够消除物料表面上的静电，还能够对物料进行精准降温，提高了物料搬运的安全性。
40.如图1和图6所示，在本发明的一个实施例中，全自动控制烘烤系统还包括缓存机构7。缓存机构7设置于降温机构6的下游，以用于将已冷却物料从降温机构6转移至缓存机
构7的缓存工位701处进行缓存。具体的，该缓存机构7包括缓存机械臂71和缓存支架72，其中缓存机械臂71设置于降温机构6的下游，缓存支架72设置于缓存机械臂71的下游，缓存支架72上具有多个用于放置物料的缓存工位701。具体使用时，当利用降温机构6对物料进行降温冷却后，则降温机构6的传送带62会将冷却后的物料传送至缓存机械臂71处；然后，利用该缓存机械臂71将冷却后的物料放置在缓存支架72上，当缓存支架72上放置的已冷却的物料达到设定数量后，会通过报警装置（图中未示出）进行报警提示，以提示操作人员取走已冷却物料。其中，缓存机械臂71的具体结构与上料机械臂42和下料机械臂51均相同，在此不再赘述。
41.如图7和图8所示，本发明实施例还提供一种面向集成电路封测的全自动控制烘烤方法，具体包括以下步骤：s1：控制上料机构4将待烘烤物料传送至待上料位。
42.具体的，首先将待烘烤物料放置在上料传送装置41上；然后，将待烘烤物料沿y方向（如图4所示）推动，直至待烘烤物料的边缘抵顶限位挡板451，此时，待烘烤物料停止在第一设定位置处。利用第一位置传感器43检测第一设定位置处是否存在待烘烤物料，并向控制器1发送检测结果。若检测结果为存在待烘烤物料，则控制器1控制上料传送装置41带动待烘烤物料从第一设定位置移动至第二设定位置，该第二设定位置即为待上料位。
43.s2：控制状态检测装置3对烘烤箱内的烘烤状态进行检测。
44.当待烘烤物料移动至待上料位后，控制器1控制状态检测装置3对烘烤箱2内的烘烤状态进行检测，以确定烘烤箱2内的温度是否达到设定温度，同时，烘烤箱2内是否存在物料放置位203。若烘烤箱2内的温度达到设定温度，且烘烤箱2内存在物料放置位203，则控制器1控制伸缩气缸241带动门板242上升，以打开上料入口201；反之，则保持上料入口201处于关闭状态。
45.s3：根据状态检测装置的第一检测结果，向上料机构发送第一控制指令，以控制上料机构4将待烘烤物料从待上料位转移至烘烤箱内的物料放置位，从而对待烘烤物料进行烘烤。
46.当上料入口201打开后，控制器1向上料机构发送第一控制指令，使得上料机械臂42将待烘烤物料从待上料位转移至烘烤箱2内的物料放置位203处，然后，控制器1控制伸缩气缸241带动门板242下降，以将上料入口201关闭，从而对待烘烤物料进行烘烤。
47.s4：根据状态检测装置3的第二检测结果，向下料机构5发送第二控制指令，以控制下料机构5将已烘烤物料从物料放置位203转移至下一工位。
48.在烘烤箱2对物料进行烘烤的过程中，利用状态检测装置3能够对各个物料进行检测，以确认每一个物料在烘烤箱2内的烘烤时间。当烘烤箱2内的烘烤温度达到设定温度，同时，物料在烘烤箱2内保持设定的烘烤时长后，则该物料完成烘烤，需要从烘烤箱2内取出。此时，控制器1控制下料出口202处的控制闸门24开启，并根据状态检测装置3的第二检测结果（即烘烤箱2内的烘烤温度达到设定温度，同时，物料在烘烤箱2内保持设定的烘烤时长），向下料机构5发送第二控制指令。下料机构5的下料机械手51将已烘烤物料从而物料放置位203转移至下料传送装置52上，通过该下料传送装置52将已烘烤物料转移至下一工位。
49.s5：对已烘烤物料进行降温冷却。
50.具体的，当下料机械手51将已烘烤物料从而物料放置位203转移至下料传送装置
52后，下料传送装置52将已烘烤物料转移至降温机构6的传送带62上，同时，利用离子风扇61对已烘烤物料进行降温冷却。当已烘烤物料的表面温度降低至设定温度后，则传送带62将已降温的物料传送至下一工位。
51.s6：对已冷却物料进行缓存收集。
52.具体的，当对已烘烤物料进行降温冷却后，通过传送带62将已冷却的物料传送至缓存机械手71处，利用缓存机械手71将已冷却的物料放置在缓存支架72的缓存工位701处。当缓存支架72上放置的已冷却的物料达到设定数量后，会通过报警装置进行报警提示，以提示操作人员取走已冷却物料。
53.综上所述，本发明所提供的全自动控制烘烤系统及烘烤方法，能够实现自动上料、自动烘烤以及自动下料的流水线烘烤模式，在提高烘烤效率的同时，提高了烘烤的安全性。此外，利用状态检测装置3对烘烤箱2内的烘烤状态进行检测，使得每次上料都具备记录功能，能够对烘烤物料进行实时检测，可用于系统数据分析和追踪，同时也避免了人为操作造成错取的风险。上料入口201和下料出口202的面积比现有整体开门的面积大大降低，从而避免其他物料中途开门时造成的温度骤降。每批进料都具备记录功能，能够实时检测烘烤产品，用于系统数据分析和追踪，同时也避免了人为操作造成错取的风险。全自动化上下料以及降温机构6和缓存机构7的设置，最大程度上保障了操作人员的人身安全及提高工作效率，而且有效避免人员操作失误带来的风险，同时提高生产效率，减少操作环节。
54.上面对本发明所提供的面向集成电路封测的全自动控制烘烤系统及烘烤方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。