CN101533794B - 承载盘中芯片表面检测系统、承载盘进/出料装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及承载盘中芯片表面检测系统、承载盘进/出料装置及其方法。本发明的承载盘进/出料装置包含升降导柱、承托装置、线性移动装置与同步啮合装置。垂直设立的升降导柱间形成承载盘堆叠的容置空间，而承托装置的承托盘位于所述容置空间底部中心位置。线性移动装置使升降导柱得以调整其与承托盘间的距离，而同步啮合装置使升降导柱间的移动得以等距同步。操作者只需移动其中一升降导柱，升降导柱便会同时移动，且其间的中心位置仍保持在同一地方，使得承托盘的位置无须因升降导柱的调整而调整。

Description

承载盘中芯片表面检测系统、承载盘进/出料装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种芯片表面检测系统，尤其涉及一种用于承载盘(Tray)上的芯片表面检测系统及其进/出料装置。

背景技术

随着电子产品轻薄化与高性能的要求，驱动着集成电路(Integral Circuit；IC)构装技术的进步。这样的进步趋势，将使玻璃上芯片(Chip on Glass；COG)技术逐渐被接受。利用COG技术时，芯片在承载盘上直接被检验和处理。因此，相关的检测机台就必须具备传送与处理承载盘的功能。

承载盘的尺寸有2英寸、3英寸、4英寸等。如果机台设计上符合这三种使用尺寸，那么其进/出料装置必须能够适用或能调整以使用不同尺寸的承载盘。图1显示常规的进/出料装置的调整方式示意图。当使用较小的承载盘时，必须将升降导柱101～104移动，以使位于升降导柱101～104间的承载盘堆叠容置空间适合所述承载盘的大小。所以，升降导柱101与升降导柱102在X轴方向上进行相对方向上的移动，而升降导柱103与升降导柱104以对角线的方向移动，最后使承载盘堆叠容置空间符合将使用的承载盘的大小。升降导柱101～104的移动方式是个别独立的，因此操作上不太方便。升降导柱101～104调整过后的位置，会使承托盘105不再位于承载盘的中心位置，而变得无法适用或必须进一步调整。此问题尤其是当从4英寸调整到2英寸时更为明显。然而，由于承托盘105位于机台内部，操作者在调整时会遇到困难。

再者，除了承载盘的大小外，承载盘的厚薄也会影响系统的操作性。常规的承托盘105的升降是以气压缸来驱动的，此驱动方式的特点是其上下移动的行程固定。所以在面对厚度不同的承载盘时，以气压缸作为驱动方式的承托盘105将不易使用。

本发明针对上述问题，揭示一种具有调整容易且能适用不同厚薄和不同大小的承载盘的进/出料装置。

发明内容

本发明的承载盘进/出料装置包含多根升降导柱、一承托装置、多个线性移动装置、一同步啮合装置。升降导柱相对于一平面垂直设立，其中所述升降导柱间形成承载盘堆叠的容置空间。承托装置具有承托盘，其中所述承托盘位于所述升降导柱间的所述容置空间底部中心位置。线性移动装置与所述升降导柱在数量上相对应，其中每一根所述升降导柱垂直设置在其相对应的所述线性移动装置上，使得每一根所述升降导柱可移动来改变与所述承托盘之间的距离。同步啮合装置与所述线性移动装置相固连，使所述升降导柱得以进行同步等距的移动。

本发明的承载盘进/出料装置包含多根升降导柱和一承托装置。所述多根升降导柱相对于一平面垂直设立，其中所述升降导柱间形成承载盘堆叠的容置空间。所述承托装置具有承托盘，其中所述承托盘位于所述容置空间底部中心位置。所述多根升降导柱可利用所述承托装置的位置为中心点，而同步进行所述容置空间的放大或缩小。

本发明的承载盘中芯片表面检测系统包含进料装置、三维测量传感器、图像检索传感器与第一出料装置。提供进料装置是用于承载盘装填。三维测量传感器用于测量从所述进料装置中送到的承载盘，并找出承载盘上所有芯片高度数据。图像检索传感器用于检测从所述三维测量传感器送到的承载盘内芯片表面缺陷，其中检测前先依据所述芯片高度数据对焦。第一出料装置在检测完毕后从所述图像检索传感器处接受全部芯片通过检测的承载盘。

本发明的承载盘中芯片表面检测方法包含下列步骤：将承载盘从进料装置中推送到三维测量器下；三维测量器测量承载盘中芯片高度；将承载盘推送到图像检索传感器下；图像检索传感器芯片进行表面缺陷分析检测；如果无不合格的芯片，那么将承载盘送到第一出料装置；拣选出不合格的芯片到不合格区中的承载盘；以及将拣选过后的承载盘送到第二出料区。

附图说明

图1显示常规的进/出料装置的调整方式示意图；

图2显示本发明一具体实施例的进/出料装置示意图；

图3显示本发明一具体实施例的升降导柱调整机构示意图；

图4显示本发明一具体实施例的齿轮组装剖面示意图；

图5显示本发明一具体实施例的承托装置示意图；

图6A显示本发明一具体实施例的承载盘推出装置示意图；

图6B显示本发明一具体实施例的承载盘推入装置示意图；

图7显示本发明一具体实施例的承载盘中芯片表面检测系统示意图；以及

图8显示本发明一具体实施例的承载盘中芯片表面检测流程图。

具体实施方式

图2显示本发明一具体实施例的进/出料装置示意图。承载盘堆叠201被容置于多根截面为L型的升降导柱202间的容置空间中，所述升降导柱202相对于一平面垂直设立且位于承载盘堆叠201角落位置，而所述容置空间底部面积约略大于承载盘。与升降导柱202在数量上相对应的线性移动装置203被固定在基座204上，而升降导柱202垂直设置在相对应的线性移动装置203上，使得升降导柱202可通过线性移动装置203在固定方向上移动。本实施例中显示的线性移动装置203使用线性滑轨。同步啮合装置207与线性移动装置203相连接，其中同步啮合装置207设置的目的是使任一升降导柱202移动时，其余的升降导柱202以同步与等距的方式移动。同步啮合装置207包含在线性移动装置203相对面侧设置的齿条205，与相对于承载盘堆叠201的中心位置处设置的齿轮206，其中齿条205与齿轮206相互啮合。承载盘堆叠201的移动是依靠承托装置208，承托装置208包含承托盘209与伺服马达210。本实施例利用伺服马达210转动来带动承托盘209的上升与下降，从而达到堆放承载盘的作用。承托盘209可移动任何所设定的距离，因此使此进/出料装置可处理任何厚度的承载盘。

图3显示本发明一具体实施例的升降导柱调整机构示意图。升降导柱202分别被设置在靠近基座204的四个角落处，相对应的线性移动装置303～306使其沿基座204的对角线方向移动。线性移动装置303～306包含滑座3031～3061与滑轨3032～3062(滑座3051未图示)。滑座3031由L型支架302支撑固定。滑座3031经由螺孔307固定于L型支架302上，然后L型支架302通过两个长形孔308锁固在基座204上。其余的线性移动装置304～306固定方式也相同。嵌合于滑座3031～3061上的滑轨3032～3062以一固定距离平行于基座204的对角线。相互平行的线性移动装置303～306设置在同一平面上，如线性移动装置303与线性移动装置305或者线性移动装置304与线性移动装置306。而相互垂直设置的线性移动装置303～306是相叠设置，如线性移动装置303与线性移动装置305这一组叠设在线性移动装置304与线性移动装置306这一组之上，如此滑轨3032～3062在移动时彼此不会干扰。

齿条205锁固在滑轨3032～3062间的相对面侧，而升降导柱202以L型连接板309锁固在齿条205上的一端，使升降导柱202得以位于基座204的对角线上。齿轮206设置在基座204中央处，并与齿条205相啮合。由齿条205与齿轮206构成同步啮合装置207的主要部分，使线性移动装置303～306得以进行同步与等距的移动。同步啮合装置207还使平行的线性移动装置303～306，如线性移动装置303与线性移动装置305或者线性移动装置304与线性移动装置306等，进行相对方向上的移动。操作者如果要使用不同大小的承载盘，那么只要移动升降导柱202中任何一根，其它的升降导柱202就会因为齿轮206的转动而跟着被移动，使得升降导柱202间的容置空间面积以一定比例放大或缩小，所以操作者不必个别调整升降导柱202位置。而且，齿轮206位于基座204中心位置，而升降导柱202的移动均是以等距面向或背向中心位置，这使升降导柱202无论如何移动，升降导柱202间的中心位置均能保持在相同处。因此，在调整升降导柱202位置后，无须再作其它硬件上的调整。

图4显示本发明一具体实施例的齿轮组装剖面示意图。齿轮206内嵌固轴承401，而轴杆402穿设于轴承401中，使齿轮206得以以所述轴杆402进行旋转运动。轴杆402还提供固锁于其顶部的承托盘209进行上下移动，因此所述轴承401提供所述轴杆402进行线性移动。所述轴承401可使用包含如线性滚珠轴承等。

图5显示本发明一具体实施例的承托装置示意图。参照图4与图5，轴杆402穿设于轴承401中并固接在延伸板501的一端上，而所述延伸板501的另一端固定在螺杆502的螺帽503上。联结轴504联结马达210与螺杆502，使得当驱动马达210转动时，联结轴504带动螺杆502转动，使螺帽503进行上下线性移动。在螺帽503进行上下线性移动时，同时带动固定在轴杆402上的承托盘209进行上下移动。马达210的使用包含如步进马达或伺服马达。马达210的使用将使承托盘209可任意控制以固定距离进行上下移动，如此使用厚薄不同的承载盘时，只要设定上下移动的距离，就可以将承载盘进行堆或放的动作，而不会因承载盘厚薄的不同而产生使用上的困难。

图6A显示本发明一具体实施例的承载盘推出装置示意图。推出装置600的推出杆601是将承载盘从进料装置中推送出来，其由同步齿型带602与齿轮603带动。推出杆601固定在夹固机构604上，而所述夹固机构604还将同步齿型带602夹固并固定在滑座605上。马达607带动同步齿型带602时，推出杆601通过滑座605在滑轨606上在固定方向上移动。

图6B显示本发明一具体实施例的承载盘推入装置示意图。推入装置608的推入杆609的目的是将承载盘推入出料装置中，其同样是固定在夹固机构610上，所述夹固机构610夹固同步齿型带611后，与滑座612相固接。当马达614带动同步齿型带611转动时，推入杆609通过滑座612在滑轨613上在固定方向上移动。

图7显示本发明一具体实施例的承载盘中芯片表面检测系统示意图。参照图6A、6B与图7，承载盘进出料系统包含进料装置701、第一出料装置706、第二出料装置711、不合格出料装置712以及承载盘预装装置710等所构成的系统对外的进出料界面。提供进料装置701是用于进行检测处理的承载盘堆叠702装填；第一出料装置706接收全部芯片通过检测的承载盘；第二出料装置711接收部分芯片通过检测的承载盘；不合格出料装置712接收收集不合格芯片的承载盘；而承载盘预装装置710提供用于收集不合格芯片的空的承载盘。操作者调整进料装置701使其适合即将检测的承载盘大小后，将承载盘堆叠702放入其中。承载盘依序从承载盘堆叠702中由推出杆601推出，再由拨杆装置703送到三维测量器704、图像检索传感器705下进行检验。拨杆装置703是线性推送装置，其主要提供承载盘在进料装置与所述第一出料装置间的移动，其包含线性马达或滑轨、同步齿型带与马达等组合。三维测量传感器704主要的测量目的是找出承载盘上所有芯片的高度数据，其包含白光色共焦传感器。所述三维测量传感器704逐一扫过承载盘上的芯片并取得这些芯片的高度信号后，经转换计算求得每个芯片在承载盘上的高度位置。图像检索传感器705用于测量承载盘内芯片表面缺陷。在进行芯片表面缺陷测量时，图像检索传感器705被移动到所述芯片位置上，并依照前述测量出的高度位置，调整其高度位置以进行对焦，在对焦完成后，才对所述芯片进行表面缺陷检测，并在检测时同时分析和记录下不合格芯片的所在位置。如果承载盘内芯片均通过检验，那么承载盘将由拨杆装置703送到第一出料装置706前，然后由推入杆713推送到第一出料装置706。如果有不合格的芯片，那么承载盘会在拣料区707进行拣料。拣料装置708会将位于拣料区707的不合格芯片拣放到不合格区709内的承载盘上。不合格区709内的承载盘从承载盘预装装置710推出，此承载盘预装装置710提供给操作者放置空的承载盘，而空的承载盘用于收集不合格芯片。拣料区707上的承载盘在拣除不合格芯片后，会由推送装置716推送到第二出料装置711前，然后由推入杆714送到第二出料装置711。不合格区709内的承载盘装满后，会由推送装置717推送到不合格出料装置712前，然后由推入杆715送到不合格出料装置712，而新的空承载盘会从承载盘预装装置710移送出。推送装置716、717是线性推送装置，其包含线性马达或滑轨、同步齿型带与马达等组合。

图8显示本发明一具体实施例的承载盘中芯片表面检测流程图。在步骤S801中，推出装置将承载盘从进料装置中依序推出。在步骤S802中，拨杆装置将承载盘推送到三维测量器下。在步骤S803中，三维测量器测量承载盘中芯片高度。在步骤S804中，拨杆装置将承载盘推送到图像检索传感器下。在步骤S805中，图像检索传感器进行表面缺陷分析检测，并记录下不合格芯片的所在位置。在步骤S806中，判断是否有不合格的芯片。在步骤S807中，如果无不合格的芯片存在，那么将承载盘送到第一出料装置。在步骤S808中，如果有不合格的芯片，那么将不合格的芯片拣选出。在步骤S809中，判断是否拣料完成。在步骤S810中，如果不合格芯片拣选完毕，那么将承载盘送到第二出料装置。在步骤S811中，判断不合格区承载盘是否已满。在步骤S812中，将已满的不合格区承载盘送到不合格出料装置。在步骤S813中，从承载盘预装装置中将空承载盘送入到不合格区。

上文已揭示本发明的技术内容和技术特点，然而所属领域的技术人员仍可能基于本发明的教示和揭示而作出种种不背离本发明精神的替换和修改。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换和修改，并由所附权利要求书涵盖。

Claims (24)

1.一种承载盘进/出料装置，其特征在于包含：

多根升降导柱，其相对于一平面垂直设立，其中所述升降导柱间形成承载盘堆叠的容置空间；

承托装置，其具有承托盘，其中所述承托盘位于所述容置空间底部中心位置；

多个线性移动装置，其与所述升降导柱相对应，其中每一根所述升降导柱垂直设置在其相对应的所述线性移动装置上，使得每一根所述升降导柱可移动以改变与所述承托盘之间的距离；以及

同步啮合装置，其与所述线性移动装置相接连，使所述升降导柱间得以进行同步等距的移动。

2.根据权利要求1所述的承载盘进/出料装置，其中所述线性移动装置包含滑座与滑轨组合。

3.根据权利要求1所述的承载盘进/出料装置，其中所述同步啮合装置包含多条齿条与一齿轮。

4.根据权利要求3所述的承载盘进/出料装置，其特征在于进一步包含轴承与轴杆，其中所述轴承嵌固于所述齿轮中，而所述轴杆穿设于所述轴承上。

5.根据权利要求4所述的承载盘进/出料装置，其中所述轴承是线性滚珠轴承。

6.根据权利要求1所述的承载盘进/出料装置，其中所述承托装置包含：

承托盘，其用于升降时承托所述承载盘堆叠；

轴杆，所述承托盘固定于所述轴杆的第一端部；

螺杆，其具有螺帽，其中所述轴杆的第二端部与所述螺帽以延伸板相固接，使所述轴杆与所述螺杆相互平行；以及

马达，其与所述螺杆相耦合，用于驱动所述承托盘进行上下移动。

7.根据权利要求6所述的承载盘进/出料装置，其中所述马达是伺服马达或步进马达。

8.根据权利要求1所述的承载盘进/出料装置，其中相互平行设置的所述线性移动装置设置于平行于所述平面的一平面上。

9.根据权利要求1所述的承载盘进/出料装置，其中相互垂直设置的所述线性移动装置是相叠设置的。

10.根据权利要求2所述的承载盘进/出料装置，其特征在于进一步包含：

基座，其为四方形；以及

多个支架，其与所述线性移动装置在数量上相对应，其中所述支架将所述滑座固定在所述基座上，而所述滑轨嵌合在所述滑座上且在平行于所述基座对角线的方向上移动。

11.根据权利要求10所述的承载盘进/出料装置，其中所述同步啮合装置包含多条齿条、一齿轮与一轴承，其中所述齿条固定于其相对应的所述滑轨上且与齿轮相啮合，而所述轴承嵌合于所述齿轮中。

12.根据权利要求11所述的承载盘进/出料装置，其中所述轴承是线性滚珠轴承。

13.根据权利要求11所述的承载盘进/出料装置，其中所述承托装置包含：

承托盘，其用于承托承载盘堆叠；

轴杆，所述承托盘固定于所述轴杆的第一端部，且所述轴杆穿设于所述轴承中，所述轴杆可在所述轴承中进行线性移动；

螺杆，其具有螺帽，其中所述轴杆的第二端部与所述螺帽以延伸板相固接，使所述轴杆与所述螺杆相互平行；以及

马达，其与所述螺杆相耦合，用于驱动所述承托盘进行上下移动。

14.根据权利要求10所述的承载盘进/出料装置，其中相互垂直设置的所述线性移动装置是相叠设置的。

15.根据权利要求10所述的承载盘进/出料装置，其特征在于进一步包含L型连接板，所述L型连接板将所述升降导柱锁固在所述齿条的一端，且使所述升降导柱位于所述基座的对角线上。

16.一种承载盘中芯片表面检测系统，其特征在于包含：

进料装置，其经提供以用于承载盘装填；

三维测量传感器，其用于测量从所述进料装置中送到的承载盘，并找出承载盘上所有芯片高度数据；

图像检索传感器，其用于检测从所述三维测量传感器送到的承载盘内芯片表面缺陷，其中检测前先依据所述芯片高度数据对焦；以及

第一出料装置，其在检测完毕后从所述图像检索传感器处接受全部芯片通过检测的承载盘；

其中所述进料装置和/或所述第一出料装置是根据权利要求1所述的承载盘进/出料装置。

17.根据权利要求16所述的承载盘中芯片表面检测系统，其特征在于进一步包含：

第二出料装置，其在检测完毕后从所述图像检索传感器处接受部分芯片通过检测的承载盘。

18.根据权利要求16所述的承载盘中芯片表面检测系统，其特征在于进一步包含：

承载盘预装装置，其用于提供空的承载盘；

拣料装置，其用于将不合格芯片拣取出，并放置于所述承载盘中；以及

不合格出料装置，其当所述承载盘中装满不合格芯片后就接受所述承载盘。

19.根据权利要求16所述的承载盘中芯片表面检测系统，其特征在于进一步包含：

推出装置，其将承载盘从所述进料装置中推送出；以及

推入装置，其将承载盘从所述出料装置外推进入所述出料装置中。

20.根据权利要求19所述的承载盘中芯片表面检测系统，其中所述推出装置包含：

滑座；

夹固机构，其与所述滑座固接；

推出杆，其固定于所述夹固机构上；

同步齿型带，其夹固于所述夹固机构上；以及

马达与齿轮，其用于张紧所述同步齿型带，并转动所述同步齿型带以移动所述推出杆。

21.根据权利要求19所述的承载盘中芯片表面检测系统，其中所述推入装置包含：

滑座；

夹固机构，其与所述滑座固接；

推入杆，其固定于所述夹固机构上；

同步齿型带，其夹固于所述夹固机构上；以及

马达与齿轮，其用于张紧所述同步齿型带，并转动所述同步齿型带以移动所述推出杆。

22.根据权利要求18所述的承载盘中芯片表面检测系统，其特征在于进一步包含：

拨杆装置，其经提供以用于承载盘在所述进料装置与所述第一出料装置间移动；以及

推送装置，其提供承载盘在所述第一出料装置与所述第二出料装置和/或所述承载盘预装装置与所述不合格出料装置间的移动。

23.一种承载盘中芯片表面检测方法，其特征在于包含下列步骤：

将承载盘从进料装置中推送到三维测量器下；

利用所述三维测量器测量所述承载盘中芯片高度；

将所述承载盘推送到图像检索传感器下；

利用所述图像检索传感器进行芯片表面缺陷分析检测；

如果有不合格的芯片，那么拣选到不合格区中的承载盘，否则将所述承载盘送到第一出料装置；以及

将拣选过后的承载盘送到第二出料区；

其中所述进料装置和/或所述第一出料装置具有多根升降导柱，多个线性移动装置及同步啮合装置，所述升降导柱间形成所述承载盘堆叠的容置空间，所述多根升降导柱对应连接所述多个线性移动装置，且所述同步啮合装置连接所述线性移动装置，使所述多根升降导柱可利用所述容置空间的中心点为中心，而同步放大或缩小所述容置空间。

24.根据权利要求23所述的承载盘中芯片表面检测方法，其特征在于进一步包含：

将已满的不合格区承载盘送到不合格出料装置；以及

在承载盘预装装置中将空承载盘送入到不合格区。

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