CN105171244A - 一种半导体晶片的激光打标装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种半导体晶片的激光打标装置，涉及激光打标装置，尤其涉及一种半导体晶片的激光打标装置。本发明主要包括：机架（7）、打标室（2）、激光打标机（3）、机械手运动机构（6）、料仓机构（5）、计算机（9）、运动控制器（8），其中，激光打标机（3）通过控制线缆与计算机（9）相连接，机械手运动机构（6）通过控制线缆与运动控制器（8）相连接，计算机（9）通过控制线缆与运动控制器（8）相连接，还包括通过控制线缆与计算机（9）相连接的照相机（4），使得通过照相机（4）对半导体晶片需要打标位置处的轮廓进行拍照，计算机计算及分析轮廓数据，并按照计算的运动方向由激光打标机完成对半导体晶片的激光打标。

Description

一种半导体晶片的激光打标装置

技术领域

本发明涉及激光打标装置，尤其涉及一种半导体晶片的激光打标装置。

背景技术

半导体晶片生产厂家对相同形状的不同半导体晶片进行区分时，需要对每个半导体晶片进行编号，并将相应的编号刻蚀到半导体晶片上，一般用激光照射半导体晶片需要打标的位置，利用激光烧蚀完成半导体晶片的编号刻蚀，通常半导体晶片的尺寸为2英寸到6英寸，半导体晶片为去掉短平弦边的圆形，半导体晶片生产厂家将相应的编号刻蚀在短平弦边处，为了保证相同尺寸的不同半导体晶片编号位置的一致性，在每次对相同尺寸的不同半导体晶片进行编号刻蚀的时候，要保证每个半导体晶片的短平弦边所处的位置一致。

目前在实际使用中用正片机对半导体晶片的位置进行精确定位来保证不同半导体晶片的短平弦边所处的位置一致，该正片机为自动正片机，该自动正片机一次只能对一片半导体晶片进行正片，正片机在正片过程中，通过定位卡盘的运动对半导体晶片进行定位，接着通过定位卡盘和旋转轴的配合运动，半导体晶片放置在正片机的旋转轴上，在正片机的半导体晶片半径边缘的下方安装有传感器，在旋转轴带动半导体晶片转动的过程中，传感器探测半导体晶片边缘对传感器的遮挡率，所探测到的遮挡率最低的位置，即为半导体晶片的弦边中心，控制系统记录下该位置后，按正片机设定再转过一定角度，此时完成一片半导体晶片的正片，机械手臂将其搬运到激光打标机下方进行激光编号刻蚀，接着，机械手臂将打标之后的半导体晶片搬运到料盒中，此时，完成一片半导体晶片的激光打标。对每个半导体晶片进行正片，实现在打标时每个半导体晶片均处于相同的位置及角度而所使用的这种正片机结构复杂，在实际操作中完成一片半导体晶片的正片需要机械手搬运多次，所占时间较长，影响半导体晶片的激光打标效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体晶片的激光打标装置，以实现在不需要自动正片机正片的情况下，完成对相同尺寸的不同半导体晶片上相同位置的激光打标。

本发明为了达到上述目的所采用的技术方案如下：

本发明主要包括：机架7、打标室2、激光打标机3、机械手运动机构6、料仓机构5、计算机9、运动控制器8，其中，激光打标机3通过控制线缆与计算机9相连接，机械手运动机构6通过控制线缆与运动控制器8相连接，计算机9通过控制线缆与运动控制器8相连接，还包括通过控制线缆与计算机9相连接的照相机4，照相机4位于机械手运动机构6中机械手臂运动到最高位置的上方，照相机4的镜头到半导体晶片11上表面的距离能够使最大尺寸的半导体晶片11的轮廓清楚的显示在照相机4的拍照视野内，通过照相机4对半导体晶片需要打标位置处的轮廓进行拍照，计算机计算及分析轮廓数据，并按照计算的运动方向由激光打标机完成对半导体晶片的激光打标；所述的激光打标机的位置能够使得照射到半导体晶片上的激光束对半导体晶片进行激光刻字；所述的激光打标机的激光聚焦点能在一定范围内对半导体晶片进行激光打标；所述的照相机的镜头距离半导体晶片的上表面的距离能够使最大尺寸的半导体晶片的轮廓清楚的显示在照相机拍照视野内，且必须使得半导体晶片短平弦边需要打标位置处的轮廓清楚的显示在照相机拍照视野内；所述的机械手运动机构的运动范围能够取放料仓机构中的半导体晶片，且机械手运动机构的运动范围能够使得机械手臂上的半导体晶片运动到激光打标机的激光聚焦处和照相机需要拍照的视野内；还包括一个整平器1，整平器1固定在机架7上，放置在打标室2外，使得整平器1是一次对一盒半导体晶片进行正片。

本发明装置的优点是：1.已有的设备为自动正片机对半导体晶片进行正片，正片之后按照设定的运动方向由激光打标机完成对半导体晶片的激光打标，而现有的设备不需要自动正片机正片，通过照相机对半导体晶片需要打标位置处的轮廓进行拍照，计算机计算及分析轮廓数据，并按照计算的运动方向由激光打标机完成对半导体晶片的激光打标，使得设备的机械结构简单；2.在用整平器对半导体晶片进行正片时，整平器可一次完成一盒半导体晶片的正片，正片之后的半导体晶片位置及角度与期望值有微量的偏差，机械手臂将其短平弦边需要打标位置处搬运到照相机下方时，其轮廓仍在照相机拍照视野范围内，可使得在对相同尺寸的半导体晶片进行拍照的时，照相机的拍照视野减小，在分辨率要求一致的情况下，相应的照相机的成本减小；在对半导体晶片进行激光打标时，可使得半导体晶片处于激光聚焦点处；同时机械手臂在搬运半导体晶片的时，可使得机械手臂的运动行程减小，运动范围可控；正片与打标并行工作，而现有设备一次只能对一片半导体晶片进行正片，本专利的装置避免了由于正片而打标机空闲的状态，提高半导体晶片的打标效率。

附图说明

图1为本发明所述半导体晶片的结构示意图；

图2为本发明装置的结构示意图；

图3为本发明装置另一种结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明特征及其相关技术特征作进一步详述：

附图1、2、3中的序号分别表示：整平器1、打标室-2、激光打标机-3、照相机-4、料仓机构-5、机械手运动机构-6、机架-7、运动控制器-8和计算机-9。

实施例1

由图2示意，本发明主要包括：机架7、打标室2、激光打标机3、机械手运动机构6、料仓机构5、计算机9、运动控制器8，其中，激光打标机3通过控制线缆与计算机9相连接，照相机4通过控制线缆与计算机9相连接，机械手运动机构6通过控制线缆与运动控制器8相连接，计算机9通过控制线缆与运动控制器8相连接，激光打标机3、照相机4、机械手运动机构6和料仓机构5均固定在机架7上，且激光打标机3、照相机4、机械手运动机构6和料仓机构5放置于打标室2内，激光打标机3位于机械手运动机构6中机械手臂最高运动位置的上方，照相机4位于机械手运动机构6中机械手臂最高运动位置的上方，所述的机械手运动机构6的运动范围能够取放料仓机构5中的半导体晶片11，且机械手运动机构6的运动范围能够使得机械手臂上的半导体晶片11运动到激光打标机3的激光聚焦点处和照相机4需要拍照的视野内，激光打标机可在一定范围内对半导体晶片进行激光打标。

在使用时，机械手臂将半导体晶片11从料仓机构的料盒中取出，机械手臂带着半导体晶片11运动到照相机4的拍照视野内，照相机4对视野内的半导体晶片11的轮廓进行拍照，并将半导体晶片11的轮廓数据反馈到计算机9中，计算机9通过通用的图像处理方法，获得半导体晶片11的轮廓信息，并计算出半导体晶片11在照相机4视野内的圆心位置和短平弦边的偏转角度，计算机9将计算后的数据向运动控制器8发出指令，运动控制器8控制机械手臂按照计算的路线将半导体晶片11搬运到激光打标机3的激光聚焦点下方，同时计算机9对激光打标机3发出指令，激光打标机3按照设定的路线对半导体晶片11进行激光打标。

实施例2

如图3示意，本实施例与实施例1的差别是，安装了整平器1，整平器1固定在机架7上，放置在打标室2外，其它均与实施例1相同。

整平器1用于对一盒半导体晶片进行正片，在使用时，将装有半导体晶片的料盒放置到整平器1上与旋转滚轮同侧的安装面上，不同尺寸的半导体晶片11料盒所放置的安装面也不同，通过整平器1上旋转滚轮的转动，在料盒中的半导体晶片短平弦边与旋转滚轮相切时，料盒中的半导体晶片处于静止状态，待料盒中的所有半导体晶片均处于静止时，此时料盒中半导体晶片11的短平弦边均处于相同的位置，此时完成一盒半导体晶片11的正片。将该料盒人工取出并放置到料仓机构中相对应的位置处，料盒的方向可使得机械手对料盒中的半导体晶片11进行取放。整平器1对一盒半导体晶片11进行正片，由于人工取放半导体晶片11会使半导体晶片11在料盒中产生微量的运动，加上整平器1本身的精度误差会使放到料仓机构中的半导体晶片出现不超过±5°的位置偏差。机械手运动机构6中的机械手臂将半导体晶片从料仓机构5的料盒中取出后，半导体晶片11随着机械手臂的运动被搬运到照相机4下方，且半导体晶片11的短平弦边处需要打标的位置在照相机4拍照视野范围内，所述的照相机4的镜头距离半导体晶片11的上表面的距离能够使最大尺寸的半导体晶片11在需要打标位置的短平弦边处的轮廓清楚的显示在照相机4中；照相机4对半导体晶片11短平弦边处需要打标范围内的轮廓进行拍照，并将数据反馈到计算机9中，计算机9通过通用的图像处理方法，计算出短平弦边的位置及偏转的角度，计算机对运动控制器发出指令，运动控制器8控制机械手臂按照计算的路线将半导体晶片11搬运到激光打标机3的下方，激光打标机可在一定范围内对半导体晶片进行激光打标，同时计算机对激光打标机发出指令，使得半导体晶片在打标过程中始终处于激光打标机下方的激光聚焦点处。所述的激光打标机3的位置使得照射到半导体晶片11上的激光束能够对半导体晶片11进行烧蚀刻字。在本实施例中，是对半导体晶片短平弦边处需要打标的位置进行拍照和激光打标，由于半导体晶片的尺寸不一致，在对大尺寸的半导体晶片进行拍照和激光打标时，所要求的照相机的拍照视野增大，在对照相机分辨率要求一致的情况下，对大尺寸半导体晶片进行拍照时所要求的照相机的分辨率更高，则相应的照相机的成本增加；同时在没有对半导体晶片正片的情况下，机械手臂在搬运半导体晶片到照相机和激光打标机下方时，半导体晶片需要打标位置处的轮廓显示在照相机拍照视野范围内即可，半导体晶片在激光打标机下方的激光聚焦点处进行激光刻蚀，机械手臂所需要的运动行程须保证照相机和激光打标机对不同位置上的半导体晶片均能进行拍照和激光打标，则所需要的机械手臂的运动行程增大，运动范围增加，设备的尺寸和成本相应的增加，在实施例2中，只需对半导体晶片的短平弦边处需要打标的范围进行拍照和激光打标，则所需要的机械手臂的运动行程减小，运动范围可控，设备成本低，机械结构简单。

虽然以上对本发明目的的构思和实施例作了详尽说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，而这种改进和变换仍然应当属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种半导体晶片的激光打标装置，主要包括：机架（7）、打标室（2）、激光打标机（3）、机械手运动机构（6）、料仓机构（5）、计算机（9）、运动控制器（8），其中，激光打标机（3）通过控制线缆与计算机（9）相连接，机械手运动机构（6）通过控制线缆与运动控制器（8）相连接，计算机（9）通过控制线缆与运动控制器（8）相连接，其特征是，还包括通过控制线缆与计算机（9）相连接的照相机（4），照相机（4）位于机械手运动机构（6）中机械手臂运动到最高位置的上方，照相机（4）的镜头到半导体晶片（11）上表面的距离能够使最大尺寸的半导体晶片（11）的轮廓清楚的显示在照相机（4）的拍照视野内，通过照相机（4）对半导体晶片需要打标位置处的轮廓进行拍照，计算机计算及分析轮廓数据，并按照计算的运动方向由激光打标机完成对半导体晶片的激光打标。

2.根据权利要求1所述的一种半导体晶片的激光打标装置，其特征在于，还包括一个整平器（1），整平器1固定在机架（7）上，放置在打标室（2）外，整平器（1）是一次对一盒半导体晶片进行正片。

3.根据权利要求1所述的一种半导体晶片的激光打标装置，其特征在于，所述的激光打标机（3）的位置使得照射到半导体晶片（11）上的激光束能够对半导体晶片（11）进行激光刻字。

4.根据权利要求1所述的一种半导体晶片的激光打标装置，其特征在于，所述的激光打标机的激光聚焦点能在一定范围内对半导体晶片进行激光打标。

5.根据权利要求1所述的一种半导体晶片的激光打标装置，其特征在于，所述的机械手运动机构（6）的运动范围能够取放料仓机构（5）中的半导体晶片（11），且机械手运动机构（6）的运动范围能够使得机械手臂上的半导体晶片（11）运动到激光打标机（3）的激光聚焦点处和照相机（4）拍照的视野内。