CN101652848B - 用于检测半导体设备的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于检测半导体设备的装置，涉及一种用于检测半导体设备的装置，而且更具体地，涉及一种用于检测半导体设备以检测半导体设备上下部外表面的装置，所述装置包括：传输工具，用于传输由用于拾取半导体设备的多个拾取器拾取的多个半导体设备，所述多个拾取器布置为m列×n行(m和n是不小于2的自然数)；以及图像获取单元，用于获取由所述传输工具传输的多个半导体设备的下部外表面图像以通过分析半导体设备的下部外表面图像检测半导体设备的外部状态。

Description

用于检测半导体设备的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测半导体设备的装置，而且更具体地，涉及一种用于检测半导体设备以检测半导体设备上下外表面的装置。
背景技术
经过封装过程后的所述半导体设备，通过老化测试过程等检验，并加载到用户托盘上以便分销到市场上。
而且，如序列号、生产厂家标识等标记通过标记过程被标记在待分发半导体设备的表面上。
此外，执行用于检测所述半导体设备外部形态以检查是否有引线或球栅的损坏、裂缝或划痕等、也用于检测印于所述表面上的标记状态的视觉检测过程。
同时，由于在关于所述半导体设备的整个过程中增加了用于检测半导体设备外表面和用于检测标记状态的过程，用于所述检测过程的时间对于用于整个过程的总体时间具有影响。
特别是，如果所述用于检测半导体设备外表面和用于检测标记状态的过程没有有效执行，则检测过程的延迟可能导致整体工作效率的损失，从而降低生产率。
此外，存在这样一个问题，即托盘中半导体设备的非正常加载状态可能引起用于检测半导体设备的装置的故障或者所述半导体设备的损坏。
发明内容
技术问题
因此，本发明的一个目的是提供一种用于检测半导体设备的装置，其能够通过分离和布置用于检测所述半导体设备下部外表面的视觉检测单元和用于检测所述半导体设备上部外表面的视觉检测单元来提高检测速度。
本发明的另一目的是提供一种用于检测半导体设备的装置，其不仅能够提高整体检测速度，而且能够通过在宽度和长度方向，即X轴和Y轴方向上移动用于检测所述半导体设备下部外表面的视觉检测单元来减小所述装置的尺寸。
本发明的又一目的是提供一种用于检测半导体设备的装置及其方法，其能够通过布置用于以多排传输多个半导体设备的传输工具的拾取器、将所述半导体设备同时移动到检测位置、以及获取和分析图像来提高整体检测速度。
本发明的再一目的是提供一种用于检测半导体设备的装置，其能够检测加载有半导体设备的传输托盘的加载沟槽中的所述半导体设备的加载状态。
技术方案
为了达到上述目的，提供一种装置，其包括用于传输多个半导体设备的传输工具，所述半导体设备由多个用于拾取半导体设备的拾取器拾取，所述多个拾取器排列为多排；以及用于获取由所述传输工具传输的多个半导体设备的下部外表面图像的图像获取单元，用于通过分析半导体设备的下部外表面来检测半导体设备的外部状态。
所述传输工具的所述拾取器之间的间隔可以在宽度方向和长度方向的至少一个方向上固定，并且在宽度方向和长度方向的另一方向上可控，或者所述传输工具的所述拾取器之间的间隔可以在宽度方向和长度方向的至少一个上可控。
至少一排内的所述拾取器可以在排的方向可移动。
为了达到这些目的，提供一种用于检测半导体设备的方法，所述方法包括步骤：传输步骤，用于通过具有排列为多排的多个拾取器的传输工具传输多个半导体设备；图像获取步骤，用于获取由所述传输 工具传输的半导体设备的下部外表面图像；以及检测步骤，用于通过分析在所述图像获取步骤获取的半导体设备的下部外表面图像来检测半导体设备的外部状态。
此处，在图像获取步骤中，在排列为多排的所述传输工具的拾取器之间的间隔在宽度方向和长度方向的至少一个上减少之后，获取半导体设备的下部外表面图像。
为了达到这些目的，还提供了一种用于检测半导体设备的装置，其包括：第一视觉检测单元，用于通过获取多个半导体设备的下部外表面图像以及分析所获取的图像来检测半导体设备；第二视觉检测单元，用于通过获取半导体设备的上表面图像并分析所获得的图像来检测半导体设备，所述第二视觉检测单元安装在加载有多个半导体设备的托盘上；加载单元，用于为所述第一视觉检测单元和所述第二视觉检测单元供应半导体设备；以及分拣单元，用于根据所述第一视觉检测单元和所述第二视觉检测单元的检测结果分拣半导体设备。
所述加载单元可以包括用于导引加载有多个半导体设备的托盘移动的导引单元，和用于沿所述导引单元移动所述托盘的驱动单元，而且所述第一视觉检测单元和所述第二视觉检测单元可以按顺序安装在所述导引单元的侧端。
所述第一视觉检测单元可以包括图像获取单元，用于当加载于沿所述加载单元移动的托盘上的一个或更多个半导体设备由传输工具传输时，获取所述一个或更多个半导体设备的下部外表面图像，和图像分析单元，用于分析由图像获取单元获取的图像以及检测各个半导体设备的外部状态，而且所述第二视觉检测单元可以包括图像获取单元，用于通过在X轴和Y轴方向的移动获取所述半导体设备上表面的图像，以及图像分析单元，用于分析由所述图像获取单元获取的图像并检测所述各个半导体设备的外部状态，其中所述Y轴方向是所述加载单元的移动方向，而且所述X轴方向是垂直于所述Y轴方向 的方向。
所述第二视觉检测单元可以检测印在所述半导体设备上表面的激光标记的状态。
为了达到这些目的，还提供了一种用于检测半导体设备的装置，其包括形成为具有加载有各个半导体设备的多个加载沟槽的托盘；以及加载状态检测单元，用于检测形成于所述托盘中的所述加载沟槽中的加载状态，所述加载状态检测单元与加载有所述托盘的托盘加载单元相邻安装。
所述托盘加载单元可以是托盘传输设备，包括一对用于导引所述托盘移动的导引单元；以及用于沿所述一对导引单元移动所述托盘的驱动单元，或者堆叠有多个托盘的托盘堆叠单元。
所述加载状态检测单元可以包括图像获取单元，用于获取加载有半导体设备的托盘的图像，所述图像获取单元安装于所述托盘加载单元之上，以及图像分析单元，用于分析由所述图像获取单元所获取的图像和检测所述半导体设备的加载状态。此处，所述图像获取单元与用于传输半导体设备的传输工具安装于一起。
所述加载状态检测单元可以包括光发射单元，发射沿与所述托盘加载单元中加载的托盘上表面平行的方向越过所述托盘的光；光接收单元，安装于所述托盘加载单元的对侧，接收从所述光发射装置发出的光；以及图像分析单元，用于根据所述光接收单元的接收状态检测所述半导体设备的加载状态。
为了达到这些目的，还提供了一种用于分拣半导体设备的装置，包括所述用于检测半导体设备的装置。
有益效果
根据本发明的用于分拣半导体设备的装置具有如下优势：所述装置可以通过分离和布置用于检测所述半导体设备下表面的视觉检测单元和用于检测所述半导体设备上表面的视觉检测单元来提高检测 速度。
而且，根据本发明的用于分拣半导体设备的所述装置具有如下优势：所述装置不仅可以提高整体检测速度，而且可以通过沿宽度和长度方向，即X轴和Y轴方向移动用于检测所述半导体设备下部外表面的视觉检测单元来减小所述装置的尺寸。
而且，根据本发明的用于分拣半导体设备的所述装置具有如下优势：所述装置可以通过布置用于传输成多排的多个半导体设备的传输工具的拾取器、同时移动所述半导体设备到检测位置以及获取和分析图像来提高用于检测所述半导体设备外表面的整体检测速度。
而且，根据本发明的用于分拣半导体设备的所述装置具有如下优势：不仅可以提高所述装置的可靠性，而且可以通过检测加载有半导体设备的所述传输托盘的加载沟槽中所述半导体设备的加载状态避免半导体设备在托盘上的不稳定加载。
附图说明
图1是示出根据本发明的用于检测半导体设备的装置的示意图；
图2是和图3是示出图1中用于检测半导体设备的装置的传输工具结构的示意图；
图4至图6是示出通过图2中的传输工具传输半导体设备由图像检测单元获取图像的获取过程的示意图；
图7是示出图1中用于检测半导体设备的装置的第二视觉检测单元的结构的示意图；
图8是示出加载状态检测单元的剖面视图；
图9和图10是示出加载检测单元的另一个实施例的剖面视图；以及
图11和图12是示出加载检测单元的另一个实施例的剖面视图。
具体实施方式
下面将参考附图详细解释根据本发明的用于检测半导体设备的 装置。
图1是示出根据本发明的用于检测半导体设备的装置的示意图，图2和图3是示出图1中用于检测半导体设备的装置的传输工具结构的示意图，图4至图6是示出通过图2中的传输工具传输半导体设备由图像检测单元获取图像的获取过程的示意图，图7是示出图1中用于检测半导体设备的装置的第二视觉检测单元的结构的示意图，而且图8是示出加载状态检测单元的剖面视图。
如图1和图2中所示，根据本发明的所述用于分拣半导体设备的装置，包括传输工具600，具有用于拾取成多排的多个半导体设备1的多个拾取器610；以及图像获取单元400，用于获取由传输工具600传输的多个半导体设备1的下部外表面图像。
也就是说，根据本发明的用于分拣半导体设备的装置采用称作在线即时(OTF)的方法，用于通过由成多排的拾取器610传输半导体设备1到检测位置，即图像获取单元400之上，获取半导体设备1的图像，尤其是下部外表面的图像，并分析所获得的图像，根据分析结果检测半导体设备1。
传输工具600的多个拾取器610可以布置为多排，而且可以布置为m列×n行(m和n是不小于2的自然数)。图2示出了按10×2布置的传输工具600。此处，拾取器610的布置可以根据形成于托盘2中的加载沟槽的布置等有所不同，以加载半导体设备1，拾取器610的布置结构可以是如图3中所示的斜点阵结构和垂直点阵结构。
传输工具600设置有安装于支撑托架630上的多个拾取器610，而且支撑托架630安装为可以沿安装于主体10上的传输工具导引件601移动。
所述用于传输半导体设备1的拾取器610可以具有各种结构，而且具有吸头612，通过随着在上下方向的移动(Z方向移动)产生真空压力来吸取和拾取半导体设备1。此外，每个吸头612可以在上下 方向独立移动。
同时，待检测的半导体设备1通过加载到形成于托盘2中的加载沟槽2a而被传输，而且加载于托盘2中的半导体设备1之间、在宽度和长度方向，即X轴和Y轴方向上的间隔，可以根据半导体设备1的种类和生产厂家而不同。
相应地，优选传输工具600的拾取器610之间的间隔Ph和Pv在宽度和长度方向上固定，或者在宽度方向和长度方向的至少一个上可以控制。
也就是说，传输工具600的拾取器610之间的间隔在宽度和长度方向中的至少一个方向上固定，而且在宽度和长度方向中的另一个方向上可以控制，或者拾取器610之间的间隔在宽度和长度方向的至少一个上可以控制。
此处，用于控制所述拾取器610在宽度方向或长度方向的间隔的节距控制设备(未示出)可以实施为如连接设备或线性运动设备等的各种模块。
而且所述节距控制设备可以手动控制，或者自动控制以通过辨认半导体设备1的位置或者形成于托盘的加载沟槽2a的间隔来控制拾取器610的间隔。此外，其中加载沟槽2a的间隔可以相同或者不同。
此外，在所述传输工具600的每排中的拾取器610，如图3所示，可以独立移动以使得每排中的拾取器610的布置不成直线。
在至少一排中的所述拾取器610在排的方向上独立移动的情况下，具有图像获取单元400的FOV之内的半导体设备1的数目可以增加的优势。
此外，由于为了当半导体设备1传输到图像获取单元400时仅为其获取图像而需要减小半导体设备1之间的间隔，所述图像获取单元400可以在传输工具600的拾取器610之间的间隔在宽度和长度方向的至少一个方向上减小后，获取多个半导体设备1的下部外表面图 像。
将安装于主体10上的所述图像获取单元400构造为获取由所述传输工具600传输的多个半导体设备1的下部外表面图像，而且传输图像到图像分析设备用以分析外表面图像，尤其是半导体设备1的下部外表面图像，以及检测各个半导体设备1的外部状态。
图像获取单元400可以包括图像获取设备410，例如用于获取图像的数码相机或扫描仪，以及用于分析由所述图像获取设备410获取的图像的图像分析设备。此处，所述图像获取单元400可以与所述图像分析设备一起实施为一个模块，或者实施为控制单元的一部分。
由于半导体设备1由布置为m×n的多行的拾取器610传输通过图像获取设备410，所述图像获取设备410安装为与布置为m×n的多行的所述半导体设备1相隔合适的距离，而且具有光学模块用于获取以m×n布置的所述半导体设备1的下部外表面图像。
同时，所述图像获取单元400的摄像机可以及时获取图像的所述半导体设备1的数目根据所述图像获取单元400的摄像机的FOV限制为2、4等。
此处，所述图像获取单元400可以通过利用光学系统同时获取所有半导体设备1的图像，然而由于增加的获取距离，具有这种图像获取单元400的装置的尺寸需要增加。
相应地，如图4和图5中所示，在利用传输工具600拾取成多排的半导体设备1之后，图像获取单元400通过在一个方向上以恒定速度或步长移动半导体设备1获取位于摄像机的FOV之内的所述半导体设备1的图像。
可以通过拾取多排半导体设备1、移动所述半导体设备1通过所述图像获取单元400、以及获取所述半导体设备1的下表面图像来提高检测速度。
同时，根据本发明的用于检测半导体设备的装置还可以包括用于 获取和检测半导体设备1的上表面图像的第二视觉检测单元500，以及用于获取和检测半导体设备1外部状态的图像获取单元400，作为第一视觉检测单元400。此处，所述用于检测半导体设备的装置可以设置有用于加载半导体设备1的加载单元100。
第二视觉检测单元500可以具有类似于所述图像获取单元400的结构作为第一视觉检测单元600，而且安装于主体10之上用于获取半导体设备1的上部图像。
第二视觉检测单元500包括用于获取安装在加载有半导体设备1的托盘2上的所述半导体设备1上部图像的图像获取单元530。
此处，需要控制所述托盘2的移动以使得第二视觉检测单元500获取图像，然而由于用于控制所述托盘2的移动的设备，所述装置的尺寸应该增加。
相应地，如图1和图7所示，所述图像获取单元530安装为在宽度和长度方向，即在X轴和Y轴方向可移动通过传输托盘2的移动路径，即通过加载单元100，而且用于在X轴和Y轴方向上导引所述图像获取单元530移动的导引单元510、520可以安装在所述主体10上。
此处，由于设置有在X轴和Y轴方向上可移动的图像获取单元530而不需要用于移动和控制托盘2的附加设备，因而所述装置的尺寸可以减小。
自然地，所述第二视觉检测单元500可以安装在所述加载单元100的一侧而且所述整个托盘2传输待检测。
所述第二视觉检测单元500可以包括图像分析设备，与分析由所述图像获取设备410获取的图像和外表面图像、尤其是半导体设备1的上表面上印的激光标记状态的所述图像获取单元530一起作为一个模块，或者作为一个附加的模块。
所述加载单元100用于为所述第一和第二视觉检测单元400、500 供应半导体设备1，构造为传输形成于托盘2的加载沟槽2a中的处于加载状态的多个半导体设备1，使得所述第一和第二视觉检测单元400、500可以检测半导体设备1。
所述加载单元100可以具有各种结构，而且如图1所示，可以包括用于导引加载有多个半导体设备1的所述托盘2移动的导引单元110，以及用于沿所述导引单元110移动所述托盘2的驱动单元(未示出)。
此处，所述第一视觉检测单元400和所述第二视觉检测单元500可以按顺序安装在所述导引单元110的一侧，而且自然地，多个所述第一视觉检测单元400和所述第二视觉检测单元500可以考虑所述检测速度来安装。
此处，加载于沿加载单元100的导引单元110传输的托盘2上的半导体设备1，在通过传输工具600传输至所述第一视觉检测单元400然后完成所述第一视觉检测单元400的图像获取过程后，再次加载到所述托盘2上。
同时，根据本发明的用于检测半导体设备的装置可以进一步包括分拣单元300，用于根据所述第一视觉检测单元400和所述第二视觉检测单元500的检测结果分拣所述半导体设备1。
所述分拣单元300可以具有与所述加载单元100类似的结构，而且可以实现为具有如好G，坏1或异常1R1，坏2或异常2R2等分类索引的多个分拣单元300。
而且各个分拣单元300可以包括与加载单元100相平行地安装在所述加载单元100一侧的导引单元310，以及用于沿所述导引单元310移动所述托盘2的驱动单元(未示出)。
同时，托盘2可以通过托盘传输单元(未示出)在所述加载单元100和所述分拣单元300之间传输，而且所述分拣单元300可以设置有用于提供未加载半导体设备1的空托盘2的空托盘单元200。
此处，所述空托盘单元200可以包括与加载单元100相平行地安装在所述加载单元100的一侧的导引单元210，以及用于沿所述导引单元210移动所述托盘2的驱动单元(未示出)。
此外，用于根据所述分类索引传输半导体设备1的附加传输工具620位于所述分拣单元300之间。
传输工具620可以具有与所述传输工具600相同的结构，而且为多排结构或者单排结构。
同时，由于用于检测所述半导体设备1上表面和下表面的过程是对于所述半导体设备1的最终过程，而且所述半导体设备1在所述检测过程之后加载于托盘2或者卷带上并分发到市场，需要确定所述托盘2上的所述半导体设备1的加载状态。
相应地，根据本发明的用于检测半导体设备的装置可以包括用于检测形成于托盘2中的加载沟槽2a中的加载状态的加载状态检测单元，所述加载状态检测单元与加载有所述托盘2的托盘加载单元相邻安装。
图8是示出所述加载状态检测单元的剖面视图；图9和图10是示出所述加载状态检测单元的另一实施例的剖面视图；而且图11和图12是示出所述加载状态检测单元的又一实施例的剖面视图。
所述托盘加载单元可以由包括用于导引所述托盘2移动的一对导引单元110、310的托盘传输设备；以及用于沿所述一对导引单元110、310移动所述托盘的驱动单元，或者堆叠有多个托盘2的托盘堆叠单元组成。
同时，所述加载状态检测单元是与加载有所述托盘2的托盘加载单元相邻安装、用于检测形成于所述托盘2中的所述加载沟槽2a中的加载状态的设备，可以包括用于获取加载有半导体设备1的托盘2的图像的图像获取单元731，所述图像获取单元731安装于所述托盘加载单元之上，以及用于分析由所述图像获取单元731获取的图像并 检测所述半导体设备1的加载状态的图像分析单元。
此处，可以利用摄像机作为所述图像获取单元731，如图8中所示，与传输工具620安装在一起，或者如图9和图10中所示，安装在所述分拣单元300中的所述托盘2的移动路径中的托盘之上。
而且，所述图像获取单元731用于检测形成于所述托盘2的加载沟槽2a中的加载状态，可以使用低分辨率摄像机，而且可以具有其尺寸能够允许所述托盘2中大约两排半导体设备1图像的获取区域CA。
此外，如图11和图12中所示，所述加载状态检测单元可以包括发出以与加载到托盘加载单元中的托盘2的上表面平行的方向越过所述托盘的光的光发射单元710；安装于所述托盘加载单元对侧、接收来自于所述光发射单元710的光的光接收单元720；以及用于根据所述光接收单元720的接收状态检测半导体设备1的加载状态的图像分析单元(未示出)。
如图11和图12所示，具有上述结构的所述加载状态检测单元，确定了当所述光接收单元720接收到所述光发射单元710发出的光时，所述半导体设备1的加载状态是好的，而且当所述光接收单元720不能接收到所述光发射单元710发出的光时，所述半导体设备1的加载状态是不好的，因为所发射的光由于所述加载沟槽2a中的半导体设备1的倾斜加载而受到阻挡。
所述加载状态检测单元可以传输信号到所述控制单元以产生异常信号并手工校正所述半导体设备1的加载状态，或者通过吸取并由控制单元控制的所述传输工具620再加载来校正所述半导体设备1的加载状态。
同时，根据本发明的用于检测半导体设备的装置可以进一步包括分拣单元，而且可用作用于分拣半导体设备的装置。
对于本领域技术人员来讲明显的是，在不偏离本发明的精神和范 围的情况下可以对本发明作出各种修改和变型。因而，本发明旨在覆盖落入所附权利要求和其等同物的范围内的本发明的修改和变型。

Claims (7)

1.一种用于检测半导体设备的装置，包括：
传输工具，用于传输由用于拾取半导体设备的多个拾取器拾取的多个半导体设备，所述多个拾取器布置为m列×n排；以及
图像获取单元，用于获取由所述传输工具传输的多个半导体设备的下部外表面图像以通过分析半导体设备的下部外表面图像来检测半导体设备的外部状态，
其中m和n是不小于2的自然数。
2.如权利要求1所述的用于检测半导体设备的装置，
其中所述传输工具的所述拾取器之间的间隔在宽度和长度方向的一个方向上固定，在宽度和长度方向的另一个方向上可控制。
3.如权利要求1所述的用于检测半导体设备的装置，
其中所述传输工具的所述拾取器之间的间隔在宽度和长度方向的至少一个上可控制。
4.如权利要求1-3任一项所述的用于检测半导体设备的装置，
其中m为10且n为2。
5.如权利要求1-3任一项所述的用于检测半导体设备的装置，
其中至少一排中的所述拾取器在排的方向上能够独立移动。
6.一种用于检测半导体设备的方法，所述方法包括步骤：
传输步骤，用于通过具有布置为m列×n排的多个拾取器的传输工具传输多个半导体设备；
图像获取步骤，用于获取由所述传输工具传输的半导体设备的下部外表面图像；以及
检测步骤，用于通过分析在所述图像获取步骤中所获取的半导体设备下部外表面图像来检测半导体设备外部状态，
其中，m和n是不小于2的自然数。
7.如权利要求6所述的检测半导体设备的方法，
其中在所述图像获取步骤中，在布置为多排的所述传输工具的所述拾取器之间的间隔在宽度和长度方向的至少一个上减小后获取半导体设备的下部外表面图像。
CN2007800525703A 2007-04-13 2007-04-20 用于检测半导体设备的装置和方法 Expired - Fee Related CN101652848B (zh)

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