CN103056114B - 石英晶片厚度分选机及分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石英晶片厚度分选机，包括上料模块、取料模块、厚度测量模块、分选模块；取料模块包括取料电机，取料电机的输出端连接取片臂的固定端，取料电机能够驱动取片臂绕其固定端旋转；取片臂的自由端设置有上电极；取料电机的一侧设置有上料模块，取料电机的另一侧设置有厚度测量模块；厚度测量模块的一侧设置有分选模块。本发明能够实现石英晶片的全自动分选，进料、测量和分选都由单独电机控制，能够大幅度地提高晶片厚度测量的速度，提高分选效率，减少人力成本。本发明还公开了一种石英晶片厚度分选方法。

Description

石英晶片厚度分选机及分选方法

技术领域

本发明涉及一种半导体晶片的加工设备，具体涉及一种石英晶片厚度分选机。本发明还涉及一种石英晶片厚度分选方法。

背景技术

石英晶片的厚度分选可以有效的提升晶片的合格率。现有的分选方式采用物理测量的方式，误差较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种石英晶片厚度分选机，它可以实现石英晶片的自动分选。

为解决上述技术问题，本发明石英晶片厚度分选机的技术解决方案为：

包括上料模块1、取料模块2、厚度测量模块3、分选模块5；取料模块2包括取料电机15，取料电机15的输出端连接取片臂16的固定端，取料电机15能够驱动取片臂16绕其固定端旋转，使取片臂16的自由端在取料工位与测量工位之间切换；取片臂16的自由端设置有上电极17；取料电机15的一侧设置有上料模块1，取料电机15的另一侧设置有厚度测量模块3；厚度测量模块3的一侧设置有分选模块5；取料模块2通过取片臂16将上料模块1送来的晶片传递给厚度测量模块3，分选模块5根据厚度测量模块3的测量结果对晶片进行分选。

所述上料模块1包括上料电机13，上料电机13的输出端连接滚珠丝杆12；滚珠丝杆12通过活动螺母连接设置于片盒9内的滑块，使片盒9内的晶片能够沿直线导轨11上下运动；上料电机13驱动滚珠丝杆12旋转，滚珠丝杆12带动片盒9内的滑块沿直线导轨11向上运动，从而将片盒9中的晶片向上送。

所述片盒9的另一端设置有片盒磁铁吸和块10，用于片盒9的定位。

所述上料模块1的上方两侧分别设置有相互对应的发射光纤模块18和接收光纤模块14；当片盒9内的晶片运动至片盒9的顶部晶片正好处于发射光纤模块18与接收光纤模块14之间时，上料电机13停止，取料电机15驱动取片臂16绕其固定端旋转，当取片臂16的自由端运动至取料工位时，通过其自由端的上电极17抓取片盒9中的晶片。

所述厚度测量模块3包括下电极22，下电极22位于取片臂16的测量工位；下电极22固定设置于测量台底板21上，测量台底板21通过直线轴承20连接测量模块底板19；下电极22的一侧设置有用于调节下电极22高度的微分头23；当取片臂16的自由端运动至测量工位时，晶片位于上电极17与下电极22之间，此时通过上、下电极17、22对晶片进行厚度测量。

所述分选模块5包括分选电机25，分选电机25的输出端设置有分选吸头26，分选电机25驱动分选吸头26从下电极22上抓取晶片；分选电机25通过电机支架活动设置于滑台24上，滑台电机28驱动电机支架沿滑台24的长度方向运动；分选吸头26的活动区域下方设置有多个料盒27；滑台电机28通过电机支架驱动分选吸头26移动，使分选吸头26运动至不同的料盒27的上方，从而将所抓取的晶片放置于不同的料盒27内。

本发明还提供一种石英晶片厚度分选方法，其技术解决方案为，包括以下步骤：

第一步，将被测工件放入上料模块1的片盒9中；启动上料电机13，使上料电机13驱动滚珠丝杆12旋转，滚珠丝杆12带动片盒9内的滑块沿直线导轨11向上运动，从而将片盒9中的晶片向上送；当上料模块1将晶片运送到位时，上料电机13停止；

所述上料模块1将晶片运送到位的判断方法为：晶片将取料模块2上的发射光纤模块18与接收光纤模块14之间的光线遮挡住。

第二步，启动取料电机15，取料电机15带动取片臂16转动，当取片臂16位于取料工位时，通过上电极17将送到位的晶片抓取；取片臂16反向转动，使取片臂16运动至测量工位，从而将晶片送入厚度测量模块3中的下电极22上；

第三步，通过上电极17与下电机22的配合，对晶片进行厚度测量；

第四步，分选模块5上的分选吸头26将下电极22上的晶片抓取，并根据测量结果，在滑台24和分选电机25的配合下，将晶片放入对应的料盒27内。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明能够实现石英晶片的全自动分选，进料、测量和分选都由单独电机控制，能够大幅度地提高晶片厚度测量的速度，提高分选效率，减少人力成本。

本发明通过电参数的方式测量晶片的厚度，能够精确到1um，对企业的产能和晶片的合格率都有很大的提升。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明石英晶片厚度分选机的示意图；

图2是本发明的上料模块的示意图；

图3是本发明的取料模块的示意图；

图4是本发明的厚度测量模块的示意图；

图5是本发明的分选模块的示意图。

图中附图标记说明：

1为上料模块，              2为取料模块，

3为厚度测量模块，          4为显示屏，

5为分选模块，              6为台面板，

7为底架，                  8为片盒底板，

9为片盒，                  10为片盒磁铁吸和块，

11为直线导轨，             12为滚珠丝杆，

13为上料电机，             14为接收光纤模块，

15为取料电机，             16为取片臂，

17为上电极，               18为发射光纤模块，

19为测量模块底板，         20为直线轴承，

21为测量台底板，           22为下电极，

23为微分头，               24为滑台，

25为分选电机，             26为分选吸头，

27为料盒，                 28为滑台电机。

具体实施方式

如图1所示，本发明石英晶片厚度分选机，包括上料模块1、取料模块2、厚度测量模块3、分选模块5；取料模块2包括取料电机15，取料电机15的输出端连接取片臂16的固定端，取料电机15能够驱动取片臂16绕其固定端旋转；取片臂16的自由端设置有上电极17；

取料电机15的一侧设置有上料模块1，取料电机15的另一侧设置有厚度测量模块3；厚度测量模块3的一侧设置有分选模块5；

如图2所示，上料模块1包括上料电机13，上料电机13的输出端连接滚珠丝杆12；滚珠丝杆12通过活动螺母连接设置于长条形片盒9内的滑块，使片盒9内的晶片能够沿直线导轨11上下运动；片盒9的另一端设置有片盒磁铁吸和块10，用于片盒9的定位；

片盒9的底部设置有片盒底板8；

上料电机13驱动滚珠丝杆12旋转，滚珠丝杆12带动片盒9内的滑块沿直线导轨11向上运动，从而将片盒9中的晶片向上送。

如图3所示，上料模块1的上方两侧分别设置有相互对应的发射光纤模块18和接收光纤模块14；当片盒9内的晶片运动至片盒9的顶部晶片正好处于发射光纤模块18与接收光纤模块14之间时，上料电机13停止，取料电机15驱动取片臂16绕其固定端旋转，当取片臂16的自由端运动至取料工位（取料工位即取片臂16的自由端处于片盒9的正上方）时，通过其自由端的上电极17抓取片盒9中的晶片。

如图4所示，厚度测量模块3包括下电极22，下电极22位于取片臂16的测量工位（测量工位即取片臂16的自由端处于下电极22的正上方，此时上电极17与下电极22正对）；下电极22固定设置于测量台底板21上，测量台底板21通过直线轴承20连接测量模块底板19；下电极22的一侧设置有用于调节下电极22高度的微分头23；上、下电极17、22通过信号线连接PC机；PC机通过电缆线连接显示屏4；

当取片臂16的自由端运动至测量工位时，晶片位于上电极17与下电极22之间，此时通过上、下电极17、22间的π网络测频方式对晶片进行厚度测量。

如图5所示，分选模块5包括分选电机25，分选电机25的输出端设置有分选吸头26，分选电机25驱动分选吸头26从下电极22上抓取晶片；分选电机25通过电机支架活动设置于滑台24上，滑台电机28驱动电机支架沿滑台24的长度方向运动；分选吸头26的活动区域下方设置有多个料盒27；料盒27固定设置于台面板6上；台面板6通过底架7实现支撑；

滑台电机28通过电机支架驱动分选吸头26移动，使分选吸头26运动至不同的料盒27的上方，从而将所抓取的晶片放置于不同的料盒27内。

本发明的工作过程如下：

将被测工件放入上料模块1的片盒9中；启动上料电机13，使上料电机13驱动滚珠丝杆12旋转，滚珠丝杆12带动片盒9内的滑块沿直线导轨11向上运动，从而将片盒9中的晶片向上送；当上料模块1送上的晶片将取料模块2上的发射光纤模块18与接收光纤模块14之间的光线遮挡住时，上料电机13停止；

启动取料电机15，取料电机15带动取片臂16转动，当取片臂16位于取料工位时，通过上电极17将送到位的晶片抓取；取片臂16反向转动，使取片臂16运动至测量工位，从而将晶片送入厚度测量模块3中的下电极22上；

通过上电极17与下电机22的配合，采用电测量的方法对晶片进行厚度测量，并将晶片的电参数送到后台PC计算；

分选模块5上的分选吸头26将下电极22上的晶片抓取，并根据PC的计算结果，在滑台24和分选电机25的配合下，将晶片放入对应的料盒27内；

料盒27内的厚度值和数量可以在显示屏4上设置；

在停机状态下，料盒27可以单独取出倒料。

Claims (7)

1.一种石英晶片厚度分选机，其特征在于：包括上料模块（1）、取料模块（2）、厚度测量模块（3）、分选模块（5）；取料模块（2）包括取料电机（15），取料电机（15）的输出端连接取片臂（16）的固定端，取料电机（15）能够驱动取片臂（16）绕其固定端旋转，使取片臂（16）的自由端在取料工位与测量工位之间切换；取片臂（16）的自由端设置有上电极（17）；

取料电机（15）的一侧设置有上料模块（1），取料电机（15）的另一侧设置有厚度测量模块（3）；厚度测量模块（3）的一侧设置有分选模块（5）；

取料模块（2）通过取片臂（16）将上料模块（1）送来的晶片传递给厚度测量模块（3），分选模块（5）根据厚度测量模块（3）的测量结果对晶片进行分选；

所述厚度测量模块（3）包括下电极（22），下电极（22）位于取片臂（16）的测量工位；下电极（22）固定设置于测量台底板（21）上，测量台底板（21）通过直线轴承（20）连接测量模块底板（19）；下电极（22）的一侧设置有用于调节下电极（22）高度的微分头（23）；

当取片臂（16）的自由端运动至测量工位时，晶片位于上电极（17）与下电极（22）之间，此时通过上、下电极（17、22）对晶片进行厚度测量；

进料、测量和分选都由单独电机控制。

2.根据权利要求1所述的石英晶片厚度分选机，其特征在于：所述上料模块（1）包括上料电机（13），上料电机（13）的输出端连接滚珠丝杆（12）；滚珠丝杆（12）通过活动螺母连接设置于片盒（9）内的滑块，使片盒（9）内的晶片能够沿直线导轨（11）上下运动；上料电机（13）驱动滚珠丝杆（12）旋转，滚珠丝杆（12）带动片盒（9）内的滑块沿直线导轨（11）向上运动，从而将片盒（9）中的晶片向上送。

3.根据权利要求2所述的石英晶片厚度分选机，其特征在于：所述片盒（9）的另一端设置有片盒磁铁吸和块（10），用于片盒（9）的定位。

4.根据权利要求1所述的石英晶片厚度分选机，其特征在于：所述上料模块（1）的上方两侧分别设置有相互对应的发射光纤模块（18）和接收光纤模块（14）；当片盒（9）内的晶片运动至片盒（9）的顶部晶片正好处于发射光纤模块（18）与接收光纤模块（14）之间时，上料电机（13）停止，取料电机（15）驱动取片臂（16）绕其固定端旋转，当取片臂（16）的自由端运动至取料工位时，通过其自由端的上电极（17）抓取片盒（9）中的晶片。

5.根据权利要求1所述的石英晶片厚度分选机，其特征在于：所述分选模块（5）包括分选电机（25），分选电机（25）的输出端设置有分选吸头（26），分选电机（25）驱动分选吸头（26）从下电极（22）上抓取晶片；分选电机（25）通过电机支架活动设置于滑台（24）上，滑台电机（28）驱动电机支架沿滑台（24）的长度方向运动；分选吸头（26）的活动区域下方设置有多个料盒（27）；

滑台电机（28）通过电机支架驱动分选吸头（26）移动，使分选吸头（26）运动至不同的料盒（27）的上方，从而将所抓取的晶片放置于不同的料盒（27）内。

6.一种石英晶片厚度分选方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将被测工件放入上料模块（1）的片盒（9）中；启动上料电机（13），使上料电机（13）驱动滚珠丝杆（12）旋转，滚珠丝杆（12）带动片盒（9）内的滑块沿直线导轨（11）向上运动，从而将片盒（9）中的晶片向上送；当上料模块（1）将晶片运送到位时，上料电机（13）停止；

第二步，启动取料电机（15），取料电机（15）带动取片臂（16）转动，当取片臂（16）位于取料工位时，通过上电极（17）将送到位的晶片抓取；取片臂（16）反向转动，使取片臂（16）运动至测量工位，从而将晶片送入厚度测量模块（3）中的下电极（22）上；

第三步，通过上电极（17）与下电机（22）的配合，对晶片进行厚度测量；

第四步，分选模块（5）上的分选吸头（26）将下电极（22）上的晶片抓取，并根据测量结果，在滑台（24）和分选电机（25）的配合下，将晶片放入对应的料盒（27）内。

7.根据权利要求6所述的石英晶片厚度分选方法，其特征在于：所述第一步中上料模块（1）将晶片运送到位的判断方法为：晶片将取料模块（2）上的发射光纤模块（18）与接收光纤模块（14）之间的光线遮挡住。