一种芯片外观自动检测设备及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种芯片外观自动检测设备及其控制方法，所述芯片外观自动检测设备包括：机架、自动上料机构、取料机构、搬运机构和视觉检测机构，所述自动上料机构设置于所述机架上，所述取料机构设置于所述自动上料机构的一侧，所述搬运机构设置于所述取料机构的上方，所述视觉检测机构设置于所述取料机构和搬运机构的一侧；其中，所述机架上设置有两组自动上料机构，所述搬运机构将上料位置的晶圆搬运至所述视觉检测机构中进行视觉检测，在检测完成后通过所述搬运模块和取料模块重新将晶圆放置到所述料框内，所述自动上料机构同时将下一片晶圆运送至上料位置进行下一个检测过程。本发明专利技术能够有效提高工作效率和自动化程度，还有效降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片外观自动检测设备及其控制方法
本专利技术涉及一种自动检测设备，尤其涉及一种芯片外观自动检测设备，并涉及应用于该芯片外观自动检测设备的控制方法。
技术介绍
国内半导体行业起步较晚，晶圆芯片产品外观检测通常采用的是人工检测方式，需要耗费大量的人力和工时，同时容易在检测中造成二次污染和损坏；市场上晶圆检测设备通常采用机械臂上料、单条线路实现检测以及静态拍照检测方式，造价成本高，工作效率低且拍照间隔长，拍照定位精度误差大，不能满足实际的生产和测试需求；那么，在芯片外观自动检测过程中，如何快速且高效地实现视觉测试，并合理控制成本，是一个急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是一种自动化程度和工作效率高，且成本低的芯片外观自动检测设备，在此基础上，还进一步提供应用于该芯片外观自动检测设备的控制方法。对此，本专利技术提供一种芯片外观自动检测设备，包括：机架、自动上料机构、取料机构、搬运机构和视觉检测机构，其中，所述自动上料机构设置于所述机架上，所述取料机构设置于所述自动上料机构的一侧，所述搬运机构设置于所述取料机构的上方，所述视觉检测机构设置于所述取料机构和搬运机构的一侧；其中，所述机架上设置有两组自动上料机构，所述自动上料机构将料框内每层的晶圆运送至所述取料机构的上料位置；所述取料机构将晶圆从料框中取出并识别后放置到所述搬运机构的上料位置；所述搬运机构将上料位置的晶圆搬运至所述视觉检测机构中进行视觉检测，在检测完成后通过所述搬运模块和取料模块重新将晶圆放置到所述料框内，同时，所述自动上料机构向上运动，将下一片晶圆运送至所述上料位置进行下一个检测过程。本专利技术的进一步改进在于，所述机架上设置有两组分别与所述自动上料机构相对应的取料机构，所述搬运机构的两侧分别设置有与所述取料机构相对应的电动搬运组件；其中，两组自动上料机构和取料机构分别协同工作，当其中的一组缺料时启动另一组工作；所述搬运机构的两组电动搬运组件同时工作，一组电动搬运组件用于将晶圆从上料位搬运至所述视觉检测机构的测试位，另一组电动搬运组件用于将检测完成后的晶圆从所述测试位搬运至下料位以便放置于所述料框内。本专利技术的进一步改进在于，所述视觉检测机构包括支撑平台、XY轴运动模组、马达组件、真空吸附平台、视觉模组和Z轴运动模组，所述XY轴运动模组设置于所述支撑平台上，所述真空吸附平台通过所述马达组件设置于所述XY轴运动模组上，所述视觉模组通过所述Z轴运动模组设置于所述真空吸附平台的上方；所述真空吸附平台包括背光源、真空吸盘和支撑件，所述背光源设置于所述马达组件的上方；所述真空吸盘设置于所述背光源上，并设置于所述背光源和支撑件之间。本专利技术的进一步改进在于，所述视觉检测机构包括所述支撑件为光学玻璃；所述真空吸盘上设置有双路窄凹槽和吸盘进气口，所述双路窄凹槽为设置于所述真空吸盘上的圆环形凹槽，所述吸盘进气口对称设置于所述真空吸盘的外侧。本专利技术的进一步改进在于，所述支撑平台包括减震构件和刚性支撑平台，所述减震构件设置于所述刚性支撑平台的下方。本专利技术的进一步改进在于，所述自动上料机构包括料框、料框放置架、丝杆模组、丝杆模组安装架和超声波感应器，所述料框通过所述料框放置架与所述丝杆模组相连接，所述丝杆模组安装在所述丝杆模组安装架上，所述料框放置架的一端设置激光感应器，所述激光感应器竖直设立于所述料框放置架靠近物料放置位的边缘；所述超声波感应器设置于所述料框放置架的底部，并与所述料框的位置对应。本专利技术的进一步改进在于，所述取料机构包括X轴电机同步带模组、晶圆轨道、Y轴电机同步带模组、夹爪组件、扫码器组件和光电感应器；所述晶圆轨道设置于所述X轴电机同步带模组上，并设置于所述Y轴电机同步带模组的两侧；所述夹爪组件设置于所述Y轴电机同步带模组上，所述扫码器组件设置于所述夹爪组件靠近晶圆的一侧；所述光电感应器设置于所述晶圆轨道的内壁，并设置于所述Y轴电机同步带模组的下方。本专利技术的进一步改进在于，所述搬运机构包括龙门架、X轴模组、电动搬运模组和移动取料模组，所述X轴模组设置于所述龙门架上，所述电动搬运模组设置于所述X轴模组的左右两侧，所述移动取料模组通过所述电动搬运模组滑动连接至所述X轴模组。本专利技术还提供一种芯片外观自动检测设备的控制方法，应用于如上所述的芯片外观自动检测设备，并包括以下步骤：步骤S1，通过所述取料机构扫码获取晶圆ID；步骤S2，通过所述搬运机构将晶圆放置到所述视觉检测机构的支撑平台；步骤S3，通过所述视觉检测机构的真空功能将晶圆吸附固定在所述支撑平台上；步骤S4，通过所述视觉检测机构的XY轴运动模组及马达组件调整晶圆至拍照位置；步骤S5，打开所述视觉检测机构的背光源，通过其视觉模组拍照，并实时调整晶圆位置直至获取完整的区域图像；步骤S6，通过图像处理检测判断晶圆是否存在缺陷并合成完整图像步骤S7，存储晶圆检测数据；步骤S8，关闭所述视觉检测机构的真空功能，通过所述搬运机构将晶圆移动至下料位，实现下料并传送至所述料框内。本专利技术的进一步改进在于，两组自动上料机构、取料机构和电动搬运组件协同工作，其过程包括以下步骤：步骤A1，初始化，两组取料机构的夹爪组件各自运动到安全高度；步骤A2，所述取料机构开始供料，所述自动上料机构将晶圆从料框转移至上料位；步骤A3，第一组电动搬运组件运动到上料位抓取第一晶圆并移动到测试位，同时第二组电动搬运组件运动到下料位等待；步骤S4，第一晶圆开始检测；步骤A5，所述取料机构拉取第二晶圆，第一组电动搬运组件回到上料位将第二晶圆移动至测试等待位；步骤A6，在第一晶圆测试完成后，第二组电动搬运组件将第一晶圆取走并放置到下料位，通过所述取料机构将第一晶圆放回至料框；同时第一组电动搬运组件将第二晶圆从测试等待位移动到测试位，并将第二晶圆放置到所述视觉检测机构的所述支撑平台上；步骤A7，第二晶圆开始检测，所述取料机构拉取第三晶圆，所述第一组电动搬运组件回到上料位将第三晶圆移动至测试等待位，依此循环实现下一个检测过程。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：通过两组自动上料机构及其配套的取料机构和搬运机构，实现了不停机的外观自动检测，大大缩短了产品在视觉检测的换料时间间隔，有效提高了整体的工作效率，且无需机械手或机械臂等复杂的构件，在提高了设备的自动化程度的同时，还有效降低了成本，便于后期维护；在此基础上，还通过视觉检测机构等机构的优化设计有效提高其视觉测试的精度和可控性。附图说明图1是本专利技术一种实施例的立体结构示意图；图2是本专利技术一种实施例的爆炸结构示意图；图3是本专利技术一种实施例的视觉检测机构的立体结构示意图；图4是本专利技术一种实施例的视觉检测机构的爆炸结构示意图；图5是本专利技术一种实施例的真空吸附平台的爆炸结构示意图；图6是本专利技术一种实施例的自动上料机构的立体结构示意图；图7是本专利技术一种实施例的自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片外观自动检测设备，其特征在于，包括：机架、自动上料机构、取料机构、搬运机构和视觉检测机构，其中，所述自动上料机构设置于所述机架上，所述取料机构设置于所述自动上料机构的一侧，所述搬运机构设置于所述取料机构的上方，所述视觉检测机构设置于所述取料机构和搬运机构的一侧；其中，所述机架上设置有两组自动上料机构，所述自动上料机构将料框内每层的晶圆运送至所述取料机构的上料位置；所述取料机构将晶圆从料框中取出并识别后放置到所述搬运机构的上料位置；所述搬运机构将上料位置的晶圆搬运至所述视觉检测机构中进行视觉检测，在检测完成后通过所述搬运模块和取料模块重新将晶圆放置到所述料框内，同时，所述自动上料机构向上运动，将下一片晶圆运送至所述上料位置进行下一个检测过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯片外观自动检测设备，其特征在于，包括：机架、自动上料机构、取料机构、搬运机构和视觉检测机构，其中，所述自动上料机构设置于所述机架上，所述取料机构设置于所述自动上料机构的一侧，所述搬运机构设置于所述取料机构的上方，所述视觉检测机构设置于所述取料机构和搬运机构的一侧；其中，所述机架上设置有两组自动上料机构，所述自动上料机构将料框内每层的晶圆运送至所述取料机构的上料位置；所述取料机构将晶圆从料框中取出并识别后放置到所述搬运机构的上料位置；所述搬运机构将上料位置的晶圆搬运至所述视觉检测机构中进行视觉检测，在检测完成后通过所述搬运模块和取料模块重新将晶圆放置到所述料框内，同时，所述自动上料机构向上运动，将下一片晶圆运送至所述上料位置进行下一个检测过程。


2.根据权利要求1所述的芯片外观自动检测设备，其特征在于，所述机架上设置有两组分别与所述自动上料机构相对应的取料机构，所述搬运机构的两侧分别设置有与所述取料机构相对应的电动搬运组件；其中，两组自动上料机构和取料机构分别协同工作，当其中的一组缺料时启动另一组工作；所述搬运机构的两组电动搬运组件同时工作，一组电动搬运组件用于将晶圆从上料位搬运至所述视觉检测机构的测试位，另一组电动搬运组件用于将检测完成后的晶圆从所述测试位搬运至下料位以便放置于所述料框内。


3.根据权利要求1所述的芯片外观自动检测设备，其特征在于，所述视觉检测机构包括支撑平台、XY轴运动模组、马达组件、真空吸附平台、视觉模组和Z轴运动模组，所述XY轴运动模组设置于所述支撑平台上，所述真空吸附平台通过所述马达组件设置于所述XY轴运动模组上，所述视觉模组通过所述Z轴运动模组设置于所述真空吸附平台的上方；所述真空吸附平台包括背光源、真空吸盘和支撑件，所述背光源设置于所述马达组件的上方；所述真空吸盘设置于所述背光源上，并设置于所述背光源和支撑件之间。


4.根据权利要求3所述的芯片外观自动检测设备，其特征在于，所述视觉检测机构包括所述支撑件为光学玻璃；所述真空吸盘上设置有双路窄凹槽和吸盘进气口，所述双路窄凹槽为设置于所述真空吸盘上的圆环形凹槽，所述吸盘进气口对称设置于所述真空吸盘的外侧。


5.根据权利要求3所述的芯片外观自动检测设备，其特征在于，所述支撑平台包括减震构件和刚性支撑平台，所述减震构件设置于所述刚性支撑平台的下方。


6.根据权利要求1至5任意一项所述的芯片外观自动检测设备，其特征在于，所述自动上料机构包括料框、料框放置架、丝杆模组、丝杆模组安装架和超声波感应器，所述料框通过所述料框放置架与所述丝杆模组相连接，所述丝杆模组安装在所述丝杆模组安装架上，所述料框放置架的一端设置激光感应器，所述激光感应器竖直设立于所述料框放置架靠近物料放置位的边缘；所述超声波感应器设置于所述料框放置架的底部，并与所述料框的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：湛思，邱鹏，翟松林，雷红平，陈超科，唐博识，
申请(专利权)人：深圳市智立方自动化设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44