CN109411390B

CN109411390B - 半导体器件的自动化分级封装方法及系统

Info

Publication number: CN109411390B
Application number: CN201811056009.9A
Authority: CN
Inventors: 曹晶; 郑旭东
Original assignee: Shenzhen STS Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen STS Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2038-09-11
Also published as: CN109411390A

Abstract

本发明公开半导体器件的自动化分级封装方法，其中，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息；所述自动化分级封装方法在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上。所述自动化分级封装方法至少包括以下步骤：建立通信步骤；更新信息步骤；分级处理步骤：在后续处理工位，后续产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述后续产线工位机器仅处理指定分级信息的半导体器件。本发明达到了提高产品质量和机器效率、节省资源和能源、节省成本的技术效果。

Description

半导体器件的自动化分级封装方法及系统

技术领域

本发明涉及在制造或处理半导体器件过程中的测试方法或设备的技术领域(H01L 21/66)，本发明尤其涉及半导体器件的自动化分级封装方法及系统。

背景技术

当前，在封装工艺过程中每个工位的良率不能做到一直保持100％，都会生产出部分有缺陷的产品，对于有缺陷的产品处理，通常的做法是在当前工位用外观检查的方法手动的将其挑出来，或者用标记笔将缺陷产品标记出来，待封装最后工位结束将所有缺陷一起手动的挑出来，像这种操作就有两个明显的弊端:

A)手动操作的过程有可能接触到其他好的产品但是操作员自身没有意识到，从而造成影响扩大，待整个封装工艺做完，再想去挑出来就很困难

B)存在漏杀误杀的风险，也可能标记手法等无法做到统一而导致下个工位机器未能完全识别而漏过

随着客户对半导体行业可追溯性以及自动化的要求越来越高，封装工艺需要尽量减少手动操作，并且可以有追溯性的追查到每一粒产品在每个工位的生产情况，比如杀料工位，原因，所在载具的位置等等。

已知制造执行系统(MES)，其从处理工具和制造人员实时地接收信息，来管理且在一定程度上跟踪存储卡的生产。MES维护制造工艺的数据库，该数据库允许制造人员在生产工艺期间跟踪半导体装置，其也可以被用于在一个或多个组装的半导体装置中发现瑕疵的情况下跟踪问题的根源。已知MES平台的一个例子是来自美国北卡罗莱纳州的Charlotte的Camstar公司的MES平台。Camstar公司提供名为Camstar Manufacturing的MES平台且提供名为Camstar Quality的质量管理系统。用于管理半导体存储卡厂中的流程的其他已知平台包括中国台湾新竹的CyberDaemons公司的Tango生产监视套件、以及美国宾夕法尼亚州的Forest Grove的Kinesys软件公司的组装线生产(ALPS)管理者。

以下介绍本发明用到的关键技术：

半导体设备通信标准SECS/GEM

SECS/GEM(Semiconductor Equipment Communication Standard/GenericEquipment Model)是半导体设备和主机进行通信的协议。更确切地说， SECS/GEM是一组协议的统称。图1为SECS/GEM协议的组成，包括SECS-1， HSMS，SECS-II和GEM协议。

SECS-I规定了设备和主机传输时的电气规格、传输速度、消息头等信息。实施上，以RS232为串口的通信标准，采用半双工的通信方式，速度上多采用 9600bps，少数使用19200bps。

HSMS(High-Speed SECS Message Services)采用TCP/IP协议传输信息，主要目的是替换掉速度慢的SECS-I。

SECS-II规定了传输数据的标准结构。

GEM(Generic Model for Communications and Control of ManufacturingEquipment)可以理解成是SECS-II协议的一个子集。只需要实现SECS-II里面最常用的功能。

在实现SECS/GEM标准的工厂内，存在主机和设备这两方。由设备在其中一台必须实施和遵守SEMI E30标准的计算机上运行软件。由制造商(工厂)运行与设备接口建立通讯的主机软件。

主机无需遵守完整的连接性标准，因为它只设定设备的预期行为。不过，若要使用接口，主机必须进行主机端通讯。SECS/GEM为每条可能的主机信息设定了清晰的设备预期行为。

SECS/GEM SEMI连接性标准定义了主机和设备开始建立通讯的方式，并且还定义了当通讯中断时重新建立通讯的方式。在线识别方法负责验证设备的硬件和软件标识。终端服务功能允许主机操作员和设备操作员在控制台上交换手动输入的文本。

SECS/GEM SEMI连接性标准概括了主机与设备操作员之间的合作等级的控制状态模型。设备提供三种基本的主机控制等级：离线，在线/本地，以及在线/远程，确定了主机控制和监控设备的能力。设备操作员设定主机控制的等级。远程控制功能允许主机发送诸如“启动”、“停止”、“暂停”、“继续”和“中断”这样的指令，用以控制设备的工作过程。

收集事件和警报功能使主机能监控设备的运作情况。设备收集事件功能会将重要的正常活动和异常活动通知主机。当潜在的危险活动出现并随后被清除时，设备警报功能会通知主机。主机设定哪些收集事件和警报需要通知。 SECS/GEM连接性标准要求特定的事件必须有通知，但一般会给设备定义额外的事件，以便主机监控具体设备相关的活动。

SEMI E142

SEMI E142.1-0706—XML Schema for Substrate Mapping

SEMI E142.2-0306—SECS II Protocol for Substrate Mapping

SEMI E142.3-0706—Web Services for Substrate Mapping

垂直腔面发射激光器VCSEL

VCSEL，全名为垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface EmittingLaser)，以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED(发光二极管)和LD(Laser Diode，激光二极管)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信、光互连、光存储等领域。

VCSEL相比于传统的边发射激光器，具有不稳定的偏振模式输出，在注入电流由小持续增大或由大持续降低时，可以发生偏振转换，在改变某些其它参量时，也能发现偏振模式的转换，当这种转换呈现短时的跳变特性时，称为偏振开关。作为光开关的一种，偏振开关越来越受到人们的关注。

VCSEL可以用来在光纤网络中高速传输数据。其相比传统电缆系统可以以更快的速度传输更大的数据量。美国伊利诺伊大学的一个研究小组在激光通讯技术上取得了重要进展，可以通过光纤系统高速而准确地传输数据，速度达到每秒40G，这是这一领域美国目前的最高速度纪录。由于其体积很小，这种 VCSEL装置还拥有很高的能源效率——其相比传统的电线要节能100倍。但与此同时其传输数据的精确性也非常高，在长达1小时的运行过程中没有检测到任何错误。

以下列举出出一些与本发明相关的作为背景技术的专利文献：

专利文献CN104022058B、CN102640253A公开用于通过标识半导体装置中的分立组件(裸芯、基板和/或无源元件)方法来提供后向和前向可追溯性的系统。本技术还包括一种用于生成唯一标识符，并用该唯一标识符标记半导体装置，以使得半导体装置、以及该装置内的分立组件在通过生产该半导体装置时的每个工艺和测试的情况下被跟踪和追溯。

专利文献CN104022058B公开的技术方案的要点在于为半导体装置提供可追溯性的信息(参见0059标记段)。虽然文中提到使用KDG图来标记祼芯的好与坏，但完全没有公开将祼芯的好与坏的信息用于封装工艺步骤中来提高生产效率。专利文献CN104022058B中的图11公开了使用KDG图来测试半导体装置的流程图(技术方案)，但是，正如文中描述：可以使用将在存储器测试中表现令人满意的装置与不满意的装置区分开的各种其他分箱和分类(技术效果)(参见1008)，可以清楚地理解，这种使用KDG图来测试半导体装置的方法是在产品包装过程中进行的，因此，专利文献没有公开在封装工艺步骤中使用KDG图。

专利文献CN104752259A公开一种对具有与工艺水平不相称良率的芯片的分类方法，本发明基于个性化的产品本身，根据该芯片电性测试中各测试项的测试结果，对测试项与制作芯片所用工艺参数进行相关性分析，若测试项与所述工艺参数均不相关，则判断芯片所具有的与工艺水平不相称良率不属于特殊的、系统性的问题；此外，为避免大量运算，提高效率，并非对每个测试项进行相关性分析，而是对相关的每组中良率最低的测试项与工艺参数进行相关性分析。上述分类法可以准确判断与工艺水平不相称芯片良率的产生原因是特殊的、系统性问题，可以避免人力物力浪费。

专利文献CN104752259A的芯片的分类方法用于对工艺水平不相称芯片良率的产生原因进行科学判断，但这种分类方法没有直接用于芯片的封装工艺步骤中。

专利文献CN105990170A公开一种晶圆良率分析方法和装置。其中，晶圆良率分析方法包括：将待测晶圆上待测芯片划分为多个区域，其中，待测晶圆包括多个待测芯片；获取根据预先统计的芯片上多个区域的历史杀伤率，其中，多个区域与历史杀伤率一一对应；将获取的历史杀伤率作为待测芯片上多个区域对应的杀伤率，杀伤率用于表示与杀伤率对应的区域的存在致命缺陷的概率；根据待测芯片上多个区域对应的杀伤率计算待测晶圆对应的致命缺陷率；以及由致命缺陷率计算待测晶圆的良率。通过本发明，解决了现有技术中晶圆的良率计算不准确的问题。

专利文献CN105990170A解决的技术问题并不是利用芯片产品的可追溯性信息来提高芯片封装生产率。

专利文献CN102881619A公开一种良率监测系统的监测方法。专利文献CN108122801A公开晶圆标记方法及晶圆标记系统。然而这些专利文献公开的监测和标记方法不涉及提高芯片封装生产率。

针对于如上需求，申请人基于如何将半导体器件的追溯性信息用于提高产品封装生产率的技术问题，进行技术研发。

发明内容

为此，本发明的目的之一在于提出半导体器件的自动化分级封装方法，其能够在每个处理工位检测半导体器件的良劣等级，并通过下载和上传检测数据，实时更新半导体器件的质量分级数据。

本发明的目的之二在于提出半导体器件的自动化分级封装方法，其能够根据半导体器件的质量分级数据，在每个后序处理工位，仅对标记为良品的半导体器件进行后继封装，而对其他等级的半导体器件不执行任何后继封装，节省原料和能源，提高半导体器件的良品生产率。

为此，本发明提出半导体器件的自动化分级封装方法，其中，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息；所述自动化分级封装方法在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

其特征在于：所述自动化分级封装方法至少包括以下步骤：

建立通信步骤：在所述处理工位的产线工位机器和产线管理服务器之间建立通讯连接；

更新信息步骤：在当前处理工位，当前产线工位机器将所述半导体器件的当前的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

分级处理步骤：在后续处理工位，后续产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述后续产线工位机器仅处理指定分级信息的半导体器件，而不处理其它分级信息的半导体器件。

本发明还提出半导体器件的自动化分级封装系统，其中，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息，所述自动化分级封装系统在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

其特征在于：所述自动化分级封装系统至少包括以下模块：

建立通信模块：在所述处理工位的产线工位机器和产线管理服务器之间建立通讯连接；

更新信息模块：在当前处理工位，当前产线工位机器将所述半导体器件的当前的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

分级处理模块：在后续处理工位，后续产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述后续产线工位机器仅处理指定分级信息的半导体器件，而不处理其它分级信息的半导体器件。

根据本发明的其它技术方案，其还可以包括以下一个或多个技术特征。只要这样的技术特征的组合是可实施的，由此组成的新的技术方案都属于本发明的一部分。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

·在每个处理工位实时更新半导体器件的质量分级数据；

·不再需要操作员手动的挑出缺陷，既减少了手动操作的风险，又可以直观的知道每一个批次的良率，缺陷分布等信息，大大的提高了封装工艺的效率和质量。

·能大大的提高产品质量和机器效率，方便封装良率监控分析以及提供个提高方向，测试可以更高效的做失效模式分析。

附图说明

参照附图，本发明的特征、优点和特性通过下文的具体实施方式的描述得以更好的理解，附图中：

图1：SECS/GEM通讯协议的组成示意图；

图2：本发明的半导体器件的自动化分级封装系统的一优选实施例的操作图形界面示意图；

图3：图2所示的自动化分级封装系统的另一图形界面示意图，其中，所述半导体器件的追溯性信息以图形的方式显示；

图4：图2所示的自动化分级封装系统的处理工位的示意图；

图5：图4所示的自动化分级封装系统的感应器贴片工位的晶元的bincode 列表；

图6：图4所示的自动化分级封装系统的感应器贴片工位的strip的bincode 列表；

图7：图4所示的自动化分级封装系统的发射器贴片工位的晶元的bincode 列表；

图8：图4所示的自动化分级封装系统的发射器贴片工位的strip的bincode 列表；

图9：图4所示的自动化分级封装系统的键合工位的bincode列表；

图10：图4所示的自动化分级封装系统的塑胶件贴装工位的bincode列表；

图11：图4所示的自动化分级封装系统的激光打印工位的bincode列表；

图12：图4所示的自动化分级封装系统的下料工位的bincode列表；

图13：示出在图4所示的自动化分级封装系统的每个工位步骤中，在相应的MAP文件的XML中设置每个步骤自身的坏品标识代码，并显示在相应的图中；

图14：示出在图4所示的自动化分级封装系统的分捡步骤中，良品从所述载具上挑选出后，仅剩下坏品的载具；

图15：示出图4所示的自动化分级封装系统的产线管理服务器的上传和下载设置的示意图。

按法律要求上述图片都按黑白图显示，但是，由于显示屏上的真实的图形界面是彩色的，上述图例的原始形态都彩色的，因此，下文中描述所提到的颜色，需要参见原图来理解，在需要的情况下，可由申请人提供原始色彩的图片。

具体实施方式

在下文中，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，下文中描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，条件是组合的技术内容没有逻辑矛盾或错误。

在本文中，程序模块或模块是指软件程序代码和执行所述代码的硬件的集合，换言之，程序模块或模块的物理实体是能够执行程序代码的硬件集合例如 CPU、内存、和硬盘等，而程序模块或模块的数字信息体是指可执行的程序代码，也就是说程序模块或模块包括物理实体和数字信息体。

以下介绍封装工艺产品自动化分级(Auto binning)原理：

A)首先将所需的处理工位的机器和服务器(ALPS:ASSY LINE PRODUCTIONSUPERVISOR)连接通讯，如图2所示，使用Kinesys软件公司的组装线生产(ALPS)管理者来进行工位机器与服务器之间的数据通讯管理。

B)当前工位在生产物料的时候，机器会实时的将物料的追溯性信息包括物料批次，坐标，以及分级bincode传给服务器,如图3中黄色光标处所示，这样系统就自动的将物料分级，同时系统会将上述分级信息储存到服务器中。

C)到下一个工位生产此条物料的时候，机器会从服务器上下载上个工位的bincode map,根据所述服务器的设置，参照图15，下个工位就只会生产上个工位指定的bincode的物料——一般也就是所谓的良品，不会再去生产有缺陷的物料，同时系统会将上述分级信息储存到服务器中。

D)如此，就不再需要操作员手动的挑出缺陷，既减少了手动操作的风险，又可以直观的知道每一个批次的良率，缺陷分布等信息，大大的提高了封装工艺的效率和质量。

以产线为例，具体实施方案如下：

1.封装主线以载具(stiffener)为单位，自动上传和下载bincode map。

2.以跑完感应器贴片工位为例，图4的红色圆圈出的位置为在感应器贴片的一个缺陷，良品显示为绿色，bincode＝3072,该缺陷显示为暗绿色——颜色可以自定义，bincode＝13071；所以在下一个工位发射器贴片，良品显示为黑色 bincode＝0，该缺陷处显示为灰色，bincode＝111——没有贴VCSEL,也就是所述上个工位的缺陷在下个工位下载bincode的map时已经忽略该处，实现自动分级。

3.该方案可以提供的可追溯性以及自动化，能大大的提高产品质量和机器效率，方便封装良率监控分析以及给出提高方向，测试可以更高效地做失效模式分析。

封装工位机器与ALPS Database服务器之间的标准连接接口的名称、功能描述如下：

·封装工位机器与ALPS Database服务器之间的连接标准是SECS/GEM。

·SECS/GEM是由国际半导体设备与材料协会(SEMI)制定的连接性标准。此连接性标准用于在设备和工厂的资讯和控制系统间建立通讯

·SECS是SEMI设备通讯标准的缩写。GEM指SEMI连接性标准E30，被定义为制造设备实现通讯和控制的一般模型。

·对于机器和ALPS Database的substrate mapping传输协议，包括bincode map,transfer map,使用的是半导体行业的标准协议SEMI E142。

感应器贴片和发射器贴片的Bin Map和Transfer Map的文档样本参见下文。此文件是机器根据可追溯性的信息按照SEMI E142标准生成的strip map文件，上传到ALPS服务器

Bincode map，是由4位十六进制的字符定义，不同的bincode代表机器分级的结果，用于定义产品好坏和缺陷类型，以图10为例：161就代表良品，其他bincode代表不同类型的缺陷

Transfer map如下文所示，是由wafer ID＝“Q814761-22D6”,TX/TY,FX/FY 组成。以感应器贴片工艺为例，它是将芯片从晶圆片上抓起来然后贴到基板上， FX/FY就是指所抓取的芯片在晶圆上的位置；TX/TY就是指芯片贴在基板上的位置；通过这样一个文件，就可以知道芯片从哪里抓取，贴到了哪个位置

各个工艺步骤中Bin Map的设置值列表如图5-图12所示。

在图4实例的每个工位步骤中，在相应的Map文件XML中设置每个步骤自身的坏品标识代码，并显示在相应的图中，如图13所示，其中，

Bin0缺陷1

Bin2缺陷2

Bin3缺陷3

Bin20缺陷4

Bin31缺陷5

Bin45缺陷6

Bin50缺陷7

Bin161缺陷8

Bin225缺陷9

Bin256缺陷10

Bin5良品

图14是最后步骤的图示：良品从所述载具上挑出后，仅剩下坏品的载具的示意图。

以下是感应器贴片的bincode map和transfer map的XML文件的节录本，其中，删除<BinCode>和<TransferMap>中的大部分内容。

<？xml version＝"1.0"encoding＝"ISO-8859-1"？>

</ChildLayouts>

</Layout>

</ChildLayouts>

</Layout>

</ChildLayouts>

</Layout>

</Layout>

</Layout>

</Layouts>

</AliasIds>

</Substrate>

</Substrates>

</BinDefinitions>

<！[CDATA[

0C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C000C00

]]>

</BinCode>

<！[CDATA[

]]>

</BinCode>

</BinCodeMap>

</Overlay>

</TransferMap>

</Overlay>

</SubstrateMap>

</SubstrateMaps>

</MapData>

以下是发射器贴片的bincode map和transfer map的XML文件摘录，其中，删除<TransferMap>中的大部分内容。

<？xml version＝"1.0"encoding＝"ISO-8859-1"？>

</ChildLayouts>

</Layout>

</Layout>

</Layouts>

</AliasIds>

</Substrate>

</Substrates>

</BinDefinitions>

</BinCodeMap>

</Overlay>

</TransferMap>

</Overlay>

</SubstrateMap>

</SubstrateMaps>

</MapData>

基于上述设计构思，本申请人提出半导体器件的自动化分级封装方法。

根据本发明的半导体器件的自动化分级封装方法的第一实施方式，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息；所述自动化分级封装方法在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上。

可以理解的是，作为示例，参照图3和上文的感应器贴片工位的XML文件，在图4的载具带STEWOKStrip有四个块区Block，每个块区有8×6个封装体 Package，每个封装体包括两个芯片：发射器和感应器。所述半导体器件与封装体对应，因此，在图4的示例中，所述半导体器件包括两个芯片。因此，所述半导体器件的追溯性信息有三类：封装体的追溯性信息、发射器芯片的追溯性信息、感应器芯片的追溯性信息。封装体的追溯性信息的批次例如是 LayoutId＝"Package"，坐标例如是<LowerLeft Y＝"0.5"X＝"0.85"Units＝""/>、<DeviceSize Y＝"6"X＝"6"Units＝""/>等信息，分级信息在产线管理服务器动态生成，并在显示屏上按类似图4所示的方式显示。感应器芯片的追溯性信息的批次例如是晶元的标识FromSubstrateId＝"Q814761-22D6"，坐标例如可以在< TransferMap>中包括未使用前在晶元上的位置坐标TX/TY和使用后在载具带上的坐标FX/FY，XML格式例如为<T TY＝"0"TX＝"23"FY＝"-54"FX＝"39"/>，分级信息例如在<BinCode>中“0C00”。发射器芯片的追溯性信息也可以在发射器贴片工位的bincode map和transfer map中找到，这里不再详述。可选地，所述半导体器件的追溯性信息也可以有其它的定义和纪录形式，例如以JSON标准数据格式记录。所述半导体器件的组成元件也可以多种多样的。

生产线的处理工位因不同的封装半导体器件而不同，但是基本的芯片封装生产线都包括贴芯片处理工位、焊线处理工位、模封处理工位、切筋成型处理工位等。

如图3所示，192个所述半导体器件按8×(4×6)阵列的方式排列在载具上，可选地，其它形式块区、行、列的排列方式也是可行的。

参照图4，所述自动化分级封装方法至少包括以下步骤：

建立通信步骤：在所述处理工位的产线工位机器和产线管理服务器之间建立通讯连接。可以理解的是，每个处理工位的产线工位机器各不相同，下文中使用处理工位的名称或数字序号来具体限定。产线管理服务器用于保存和管理来自各个产线工位机器的数据，能够对各个产线工位机器进行操作控制。所述通讯连接方式可以是使用上文所述的半导体设备通信标准SECS/GEM的连接方式，也可以是自定义的通讯方式，或者是其它可用的国际通讯标准，例如TCP/IP 或者RS232、RS485等。

更新信息步骤：在当前处理工位，当前产线工位机器将所述半导体器件的当前的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级。可以理解的是，当前处理工位是指所述载具当前所处的处理工位，例如，在图4的实例中，当封装流程进行到感应器贴片处理工位时，所述载具被运送至该工位，那么，感应器贴片处理工位就是当前处理工位。当前产线工位机器就是感应器贴片工位机器，所述半导体器件的当前的追溯性信息例如是感应器芯片的追溯性信息。所述感应器芯片的追溯性信息在所述产线管理服务器上经过计算就可以得到所述半导体器件例如所述封装体的分组信息，也就是，若感应器芯片的分级信息bincode表示次品，那么，所对应的封装体的分组信息bincode也应表示次品，只是它们的bincode的值可以不同，表示的次品级别也可以不同。

分级处理步骤：在后续处理工位，后续产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述后续产线工位机器仅处理指定分级信息的半导体器件，而不处理其它分级信息的半导体器件。可以理解的是，后续处理工位是相对而言的，例如，在一个芯片封装生产线上有五个处理工位，设定第一处理工位是当前处理工位，则第二、第三、第四、第五都是后续处理工位，不必限定后续处理工位为下一处理工位。也就是，第一处理工位进行更新信息步骤，第二处理工位与现有技术一样，处理所述载具上的所有半导体器件，而第三处理工位进行分级处理步骤，这样的技术方案与现有技术也是不同的。同理，第一处理工位进行更新信息步骤，第二处理工位和/或第三处理工位和/或第四处理工位进行分级处理步骤，这都是可行的技术方案，都是区别于现有技术的方案。参照图15，所述产线管理服务器的设置可以是对产线工位机器与产线管理服务器之间通讯的设置，例如各产线工位机器的BinCodeMap的上传与下载的设置。所述设置也可以是指定产线工位机器按不同的bincode值进行不同的操作，例如产线管理服务器设定十六进制数字为0C00的bincode代表良品，在塑胶件贴装工位，产线管理服务器可以这样设置：半导体器件的指定分级信息为0C00的bincode或者其组合。那么，在所述载具上的半导体器件的bincode等于0C00或其组合，就执行塑胶件贴装操作，而其它bincode例如图10所示的一些代码，将不执行塑胶件贴装操作。

需要理解的是，建立通信步骤是有顺序的，需要在第一时间执行。而更新信息步骤和分级处理步骤在形式上是可以不分先后的，甚至是可以在同一处理工位上进行。例如，参照图4，所述产品封装生产线上有八个处理工位，第一处理工位可以单独运行更新信息步骤，第二处理工位可以运行更新信息步骤和分级处理步骤，第三处理工位可以运行更新信息步骤和分级处理步骤，第四处理工位可以运行分级处理步骤，第五处理工位可以运行更新信息步骤和分级处理步骤，第六处理工位可以运行分级处理步骤，第七处理工位可以运行更新信息步骤和分级处理步骤，第八处理工位可以运行分级处理步骤。

因此，上述半导体器件的自动化分级封装方法可以用于各种半导体器件的封装工艺流程中，达到提高生产率、节省资源和能源、降低成本的有效技术效果。

优选地，所述产线工位机器和产线管理服务器之间按照半导体设备通信标准SECS/GEM的方式建立通讯连接。所述通信标准SECS/GEM被广泛用于半导体制造设备之间的通讯，因此，有众多的工业半导体制造设备支持这样的工业标准，从而极大降低生产线的配置成本。

优选地，产线管理服务器包括ALPS数据库，且所述半导体器件的追溯性信息被保存到所述产线管理服务器的ALPS数据库中。ALPS软件由Kinesys软件公司开发，其使用ALPS数据库来保存和管理生产线上产生的数据。由于大量工业半导体制造设备支持ALPS软件和数据库，购买和使用现成的软件和数据库系统有利于降低成本。

优选地，所述产线工位机器与所述ALPS数据库通过国际标准通讯协议 SEMI E142实现数据交换，其中，所述国际标准通讯协议SEMI E142所规定的基板映射图表substratemapping包括双码图表bincode map和转移图表transfer map。遵循现行的工业标准来纪录、传输、保存数据有益于生产线的通用性和可扩展性。所述图表的实例样本可以参见上文的XML文件样本。

优选地，所述双码图表bincode map是由4位十六进制的字符定义，不同的bincode代表机器分级的结果，用于定义半导体器件好坏和缺陷类型。不同的处理工位中使用不同的bincode列表，具体参照图5-图12。

优选地，所述转移图表transfer map包括晶元标识、TX/TY和FX/FY，其中， FX/FY是指芯片在晶元上的位置，TX/TY是指芯片贴在基板上的位置。这样的设置仅适用于由晶元制造的芯片。其它类型的电子元件的转移图表transfer map 可以使用其它的具体数据格式和数据定义，这里不再详述。

优选地，如图3或图4所示，所述阵列是8×24的矩阵。可选地，根据生产线的不同，6×32、8×32、9×30的矩阵形式都是可选的。

可选地，所述半导体器件包括基板和芯片，所述处理工位至少包括：

贴芯片处理工位，其中，将所述芯片贴接在所述基板；

焊线处理工位，其中，将所述芯片的接线端与所述基板上的相应管脚用导线通过焊接的方式连接；

模封处理工位，其中，将所述基板和所述芯片用环氧树脂模塑封装在一起，形成模塑封装的半导体器件；

切筋成型处理工位，其中，将所述模塑封装的半导体器件切除连接筋，并将所述半导体器件的管脚弯压成型，形成切筋成型的半导体器件，和

测试处理工位，其中，对所述切筋成型的半导体器件进行测试。

可以理解的是，这是大多数芯片封装生产线都具有的处理工位，因而具有代表性。每个处理工位的数量可以多于一个，例如，贴芯片处理工位可以有两个，以便贴接两个不同的芯片。因此，上述处理工位的顺序是相对的，其间可以插入其它处理工位，例如，在模封处理工位之后可增加烘烤处理工位，在焊线处理工位之后增加电镀工位或者安装电子元件处理工位。

优选地，所述自动化分级封装方法包括以下步骤：

贴芯片步骤：根据所述更新信息步骤，所述贴芯片处理工位作为当前处理工位，贴芯片工位机器将所述芯片的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器中的所述半导体器件的追溯性信息被更新；

焊线步骤：按所述分级处理步骤，所述焊线处理工位作为后续处理工位，焊线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息，其中，所述芯片的分级信息已更新到所述半导体器件的分级信息中；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述焊线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行焊线操作；

模封步骤：按所述分级处理步骤，所述模封处理工位作为后续处理工位，模封工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述模封工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行模封操作；

切筋成型步骤：按所述分级处理步骤，所述切筋成型处理工位作为后续处理工位，切筋成型工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述切筋成型工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行切筋成型操作；

测试步骤：按所述分级处理步骤，所述测试处理工位作为后续处理工位，测试工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述测试工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行测试操作。

上述技术方案也可以按简略的方式描述，所述自动化分级封装方法包括以下步骤：

贴芯片步骤：在所述贴芯片处理工位，执行所述更新信息步骤；

焊线步骤：在所述焊线处理工位，执行所述分级处理步骤；

模封步骤：在所述模封处理工位，执行所述分级处理步骤；

切筋成型步骤：在所述切筋成型处理工位，执行所述分级处理步骤；

测试步骤：在所述测试处理工位，执行所述分级处理步骤。

可以理解的是，在实际的生产线中，各处理工位还包括其它处理操作，例如，在所述贴芯片处理工位，就需要将芯片从晶元上取出，并载入所述载具上的操作步骤。由于这些操作步骤不在本发明的保护范围之内，因此在本文中不再详述。可选地，上述模封步骤和切筋成型步骤不执行分级处理步骤，而仅使用传统的工位机器，这样就可以降低技术改造成本，实现分步骤对生产线进行技术改造的技术效果。

上述技术方案可用于改进大多数现有技术中的芯片封装生产线中，达到提高生产率、节省成本的技术效果。

以下是一个实际产品生产线的实例。

优选地，如图4所示，所述半导体器件包括基板、感应器、发射器、塑胶件、和玻璃件，所述处理工位包括8个处理工位：

基板贴片处理工位：将切割后的基板贴到载具；

感应器贴片处理工位：将切割后的感应器贴到基板上；

发射器贴片处理工位：将切割后的发射器贴到基板上；

键合处理工位：使用金线将基板和芯片导通；

塑胶件贴装处理工位：将塑胶件贴到基板上，保护芯片和金线，同时起过滤光的作用；

激光打印处理工位：在塑胶件上打印二维码，起可追溯性作用；

玻璃贴片处理工位：在塑胶件上贴玻璃件，起滤光和聚焦的作用；

下料处理工位：将所述半导体器件从所述载具上转移下来。

这些是用于生产智能光学封装和测试产品、例如距离和人脸识别感应器的生产线上的工位。

优选地，参照图4，所述自动化分级封装方法包括以下步骤：

基板贴片步骤：根据所述更新信息步骤，所述基板贴片处理工位作为当前处理工位，基板贴片工位机器将所述基板的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器中的所述半导体器件的追溯性信息被更新，其中，所述基板的分级信息被更新到所述半导体器件的分级信息中；

感应器贴片步骤：按所述分级处理步骤，所述感应器贴片处理工位作为后续处理工位，感应器贴片工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述感应器贴片工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行感应器贴片操作；根据所述更新信息步骤，所述感应器贴片处理工位作为当前处理工位，所述感应器贴片工位机器将所述感应器的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器中的所述半导体器件的追溯性信息被更新，其中，所述感应器的分级信息被更新到所述半导体器件的分级信息中；

发射器贴片步骤：按所述分级处理步骤，所述发射器贴片处理工位作为后续处理工位，发射器贴片工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述发射器贴片工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行发射器贴片操作；根据所述更新信息步骤，所述发射器贴片处理工位作为当前处理工位，所述发射器贴片工位机器将所述发射器的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器中的所述半导体器件的追溯性信息被更新，其中，所述发射器的分级信息被更新到所述半导体器件的分级信息中；

键合步骤：按所述分级处理步骤，所述键合处理工位作为后续处理工位，键合工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述键合工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行键合操作；

塑胶件贴装步骤：按所述分级处理步骤，所述塑胶件贴装处理工位作为后续处理工位，塑胶件贴装工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述塑胶件贴装工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行塑胶件贴装操作；根据所述更新信息步骤，所述塑胶件贴装处理工位作为当前处理工位，所述塑胶件贴装工位机器将所述塑胶件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器中的所述半导体器件的追溯性信息被更新，其中，所述塑胶件的分级信息被更新到所述半导体器件的分级信息中；

激光打印步骤：按所述分级处理步骤，所述激光打印处理工位作为后续处理工位，激光打印工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述激光打印工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行激光打印操作；

玻璃贴片步骤：按所述分级处理步骤，所述玻璃贴片处理工位作为后续处理工位，玻璃贴片工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述玻璃贴片工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行玻璃贴片操作；根据所述更新信息步骤，所述玻璃贴片处理工位作为当前处理工位，所述玻璃贴片工位机器将所述玻璃件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器中的所述半导体器件的追溯性信息被更新，其中，所述玻璃件的分级信息被更新到所述半导体器件的分级信息中；

下料步骤：按所述分级处理步骤，所述下料处理工位作为后续处理工位，下料工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述下料工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行下料操作。

上述实施方式没有考虑在每个处理工位中可能产生新的次品，因而需要在每个处理工位进行实时在线的检测，对当前处理工位中的半导体器件的坯件进行分级。

为此，根据本发明的半导体器件的自动化分级封装方法第二优选实施方式，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息，所述自动化分级封装方法在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上。关于半导体器件、追溯性信息等术语的解释参见上文，这里不再详述。

所述自动化分级封装方法至少包括以下步骤：

工位操作步骤：在每一处理工位，其包括以下至少一个子步骤：

元件信息上传子步骤：产线工位机器将所述半导体器件的元件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，其中，所述追溯性信息包括所述元件的分级信息，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

工位分级操作子步骤：产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述产线工位机器仅处理指定分级信息的半导体器件，而不处理其它分级信息的半导体器件；

工位分级检测子步骤：在工位分级操作之后，产线工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

关闭通信步骤：在完成所述半导体器件的自动化分级封装处理后，关闭所述产线工位机器和所述产线管理服务器之间的通讯连接。

可以理解的是，所述工位操作步骤的三个子步骤不需要对顺序进行限定，而是在实际生产线的每个处理工位上按需要进行两组合或三组合，如下文的技术方案所述。所述工位分级检测子步骤可以用于每个处理工位，或者仅用于最需要进行检测的处理工位例如易产生次品的处理工位。

优选地，所述半导体器件包括基板和元件，所述处理工位至少包括：

基板载入处理工位，其中，将所述基板载入到所述载具的相应的阵列单元中，称之为基板载入操作；

贴元件处理工位，其中，将元件贴接在所述基板，称之为贴元件操作；

焊接导线处理工位，其中，将所述元件的接线端与所述基板上的相应管脚用导线通过焊接的方式连接，称之为焊接导线操作；

模型标记处理工位，其中，将二维模型标记设置在所述基板上，称之为模型标记操作；

模封处理工位，其中，将所述基板和所述元件用环氧树脂模塑封装在一起，形成模塑封装的半导体器件，称之为模塑封装操作；

切筋成型处理工位，其中，将所述模塑封装的半导体器件切除连接筋，并将所述半导体器件的管脚弯压成型，称之为切筋成型操作。

这是大部分芯片封装生产线都具有的处理工位，因而上述技术方案的通用性高。

优选地，所述自动化分级封装方法包括以下工位操作步骤：

基板载入工位操作步骤：在所述基板载入处理工位，按照所述元件信息上传子步骤，基板载入工位机器将所述半导体器件的基板的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，其中，所述追溯性信息包括所述基板的分级信息，所述产线管理服务器因此能够更新所述半导体器件的分级信息；

贴元件工位操作步骤：在所述贴元件处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，贴元件工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述贴元件工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述贴元件操作；按照所述元件信息上传子步骤，所述贴元件工位机器将所述半导体器件的元件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，其中，所述追溯性信息包括所述元件的分级信息，所述产线管理服务器因此能够更新所述半导体器件的分级信息；

焊接导线工位操作步骤：在所述焊接导线处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，焊接导线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述焊接导线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述焊接导线操作；按照所述工位分级检测子步骤，所述焊接导线工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

模型标记工位操作步骤：在模型标记处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，模型标记产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述模型标记产线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述模型标记操作；按照所述工位分级检测子步骤，所述模型标记产线工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

模塑封装工位操作步骤：在模封处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，模塑封装工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述模塑封装工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述模塑封装操作；按照所述工位分级检测子步骤，所述模塑封装工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

切筋成型工位操作步骤：在切筋成型处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，切筋成型工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述切筋成型工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述切筋成型操作；按照所述工位分级检测子步骤，所述切筋成型工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级。

上述技术方案可以简写为如下形式。

所述自动化分级封装方法包括以下工位操作步骤：

基板载入工位操作步骤：在所述基板载入处理工位，执行所述元件信息上传子步骤；

贴元件工位操作步骤：在所述贴元件处理工位，执行所述工位分级操作子步骤；执行所述元件信息上传子步骤；

焊接导线工位操作步骤：在所述焊接导线处理工位，执行所述工位分级操作子步骤；执行所述工位分级检测子步骤；

模型标记工位操作步骤：在模型标记处理工位，执行所述工位分级操作子步骤；执行所述工位分级检测子步骤；

模塑封装工位操作步骤：在模封处理工位，执行所述工位分级操作子步骤；执行所述工位分级检测子步骤；

切筋成型工位操作步骤：在切筋成型处理工位，执行所述工位分级操作子步骤；执行所述工位分级检测子步骤。

以下是一个实际产品生产线的示例，参见图4。

优选地，所述半导体器件包括一个基板和四个元件，所述处理工位至少包括：

贴第一元件处理工位，其中，将第一元件贴接在所述基板，称之为贴第一元件操作；

贴第二元件处理工位，其中，将第二元件贴接在所述基板，称之为贴第二元件操作；

焊接导线处理工位，其中，将所述第一元件和第二元件的接线端与所述基板上的相应管脚用导线通过焊接的方式连接，称之为焊接导线操作；

第三元件处理工位，其中，将所述第三元件安装在第二元件上，称之为第三元件操作；

第四元件处理工位，其中，将所述第四元件安装在第三元件上，称之为第四元件操作；

模封处理工位，其中，将所述基板和四个所述元件用环氧树脂模塑封装在一起，形成模塑封装的半导体器件，称之为模塑封装操作；

切筋成型处理工位，其中，将所述模塑封装的半导体器件切除连接筋，并将所述半导体器件的管脚弯压成型，形成切筋成型的半导体器件，称之为切筋成型操作。

优选地，所述自动化分级封装方法包括以下工位操作步骤：

基板载入工位操作步骤：在所述基板载入处理工位，按照所述元件信息上传子步骤，第一产线工位机器将所述半导体器件的基板的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，其中，所述追溯性信息包括所述基板的分级信息，所述产线管理服务器因此能够更新所述半导体器件的分级信息；

贴第一元件工位操作步骤：在所述贴第一元件处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，第二产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述第二产线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述贴第一元件操作；按照所述元件信息上传子步骤，所述第二产线工位机器将所述半导体器件的第一元件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，其中，所述追溯性信息包括所述第一元件的分级信息，所述产线管理服务器因此能够更新所述半导体器件的分级信息；

贴第二元件工位操作步骤：在所述贴第二元件处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，第三产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述第三产线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述贴第二元件操作；按照所述元件信息上传子步骤，第三产线工位机器将所述半导体器件的第二元件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，其中，所述追溯性信息包括所述第二元件的分级信息，所述产线管理服务器因此能够更新所述半导体器件的分级信息；

焊接导线工位操作步骤：在所述焊接导线处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，第四产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述第四产线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述焊接导线操作；按照所述工位分级检测子步骤，第四产线工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

第三元件工位操作步骤：在所述第三元件处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，第五产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述第五产线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述第三元件操作；按照所述元件信息上传子步骤，第五产线工位机器将所述半导体器件的第三元件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，其中，所述追溯性信息包括所述第三元件的分级信息，所述产线管理服务器因此能够更新所述半导体器件的分级信息；

模型标记工位操作步骤：在模型标记处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，第六产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述第六产线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述模型标记操作；按照所述工位分级检测子步骤，第六产线工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

第四元件工位操作步骤：在所述第四元件处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，第七产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述第七产线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述第四元件操作；按照所述元件信息上传子步骤，第七产线工位机器将所述半导体器件的第四元件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，其中，所述追溯性信息包括所述第四元件的分级信息，所述产线管理服务器因此能够更新所述半导体器件的分级信息；

模塑封装工位操作步骤：在模封处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，第八产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述第八产线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述模塑封装操作；按照所述工位分级检测子步骤，第八产线工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

切筋成型工位操作步骤：在切筋成型处理工位，按照所述工位分级操作子步骤，第九产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述第九产线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行所述切筋成型操作；按照所述工位分级检测子步骤，第九产线工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级。

根据本发明的半导体器件的自动化分级封装方法的第三优选实施方式，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息，所述自动化分级封装方法在具有N个顺序处理工位的生产线上对所述半导体器件进行封装处理，其中，N大于或等于2，所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

所述自动化分级封装方法包括以下步骤：

建立通信步骤S101：在所述N个顺序处理工位的产线工位机器和产线管理服务器之间建立通讯连接；

第一下载信息步骤S102：在第一处理工位上，第一产线工位机器从所述产线管理服务器下载所述载具上的所有半导体器件的原初追溯性信息；

第一分级处理步骤S103：在所述第一处理工位上，根据所述产线管理服务器的设置，所述第一产线工位机器仅处理指定分级信息的半导体器件，而不处理其它分级信息的半导体器件；

第一更新信息步骤S104：在所述第一处理工位上，所述第一产线工位机器在分组处理完成后，检测所述载具上的所有半导体器件，并对所述半导体器件进行分级，然后更新所述半导体器件的追溯性信息的分级信息，所述更新的半导体器件的追溯性信息称之为第一追溯性信息；

第一上传信息步骤S105：在所述第一处理工位上，将所述第一追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述第一追溯性信息包括在所述第一处理工位可能检测到的新的缺陷分级信息；

第二下载信息步骤S106：在第二处理工位上，第二产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述载具上的所有半导体器件的第一追溯性信息；

第二分级处理步骤S107：在所述第二处理工位上，根据所述产线管理服务器的设置，所述第二产线工位机器仅处理指定分级信息的半导体器件，而不处理其它分级信息的半导体器件；

第二更新信息步骤S108：在所述第二处理工位上，所述第二产线工位机器在分级处理完成后，检测所述载具上的所有半导体器件，并对所述半导体器件进行分级，然后更新所述半导体器件的追溯性信息的分级信息，所述更新的半导体器件的追溯性信息称之为第二追溯性信息；

第二上传信息步骤S109：在所述第二处理工位上，将所述第二追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述第二追溯性信息包括在所述第二处理工位可能检测到的新的缺陷分级信息；

循环处理步骤S110：按所述第二下载信息步骤S106、所述第二分级处理步骤S107、所述第二更新信息步骤S108、所述第二上传信息步骤S109的操作方式，完成剩下的N-2个处理工位的分级处理操作。

上述技术方案的每一处理工位都完整地实施了追溯性信息的下载、工位分级处理、检测分级、更新追溯性信息、上传追溯性信息全部步骤，最大限度地保证及时发现次品，并放弃对次品的后续处理，从而节省资源、能源。

优选地，参照图14，所述自动化分级封装方法还包括以下步骤：

良品分捡步骤：在最后处理工位，根据所述载具上的半导体器件的第N追溯性信息，从中挑选出质量合格的良品。

可以理解的是，剩下的次品形态很多，如图4所示的实例，所述次品可能仅贴有一个次品传感器芯片，这样就节省了许多物料：发射器、塑胶件、玻璃件、金线、环氧树脂等，并节省了后续处理操作所需的能源。由于封装操作的每一步都可能导致废品，因此，在每个工位进行检测是合理的。

本领域技术人员能够根据每个处理工位的检测需要，通过设计或购买配件，改进产线工位机器，实现所要达成的检测目标。

为实施本文所述的自动化分级封装方法，本申请人提出自动化分级封装系统。

根据本发明的半导体器件的自动化分级封装系统的第一优选实施方式，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息，所述自动化分级封装系统在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

所述自动化分级封装系统至少包括以下模块：

可以理解的是，所述自动化分级封装系统包括产线工位机器和产线管理服务器，产线管理服务器包括ALPS软件、ALPS数据库，相应地，产线工位机器包括客户端软件，实现与服务器端软件和数据库的通讯。例如，参照图4的实例生产线，其ALPS Database服务器包括HP DL380高性能机架式服务器、HP 81Q PCI-e光纤单通道卡、Microsoft Windows2016Standard、Microsoft SQL Server 2016Standard、Veritas InfoScale&StorageFoundation for Windows。

产线工位机器包括：感应器贴片:ESEC2100装片机、发射器贴片:AD838P 固晶焊接机、键合:Ihawk自动焊线机、塑胶件贴装:AD838P固晶机/贴片机、2D Marking:MIT LH100TSV激光标记机器、下料:Hanmi 2512捡拾放置机。

可选地，产线工位机器的客户端软件包括建立通信模块、更新信息模块、分级处理模块。

优选地，所述产线工位机器和产线管理服务器之间按照半导体设备通信标准SECS/GEM的方式建立通讯连接。

优选地，产线管理服务器包括ALPS数据库，且所述半导体器件的追溯性信息被保存到所述产线管理服务器的ALPS数据库中。

优选地，所述产线工位机器与所述ALPS数据库通过国际标准通讯协议 SEMI E142实现数据交换，其中，所述国际标准通讯协议SEMI E142所规定的基板映射图表substratemapping包括双码图表bincode map和转移图表transfer map。

优选地，所述双码图表bincode map是由4位十六进制的字符定义，不同的bincode代表机器分级的结果，用于定义半导体器件好坏和缺陷类型。

优选地，所述转移图表transfer map包括晶元标识、TX/TY和FX/FY，其中， FX/FY是指芯片在晶元上的位置，TX/TY是指芯片贴在基板上的位置。

上述优选实施方式中的术语解释可参见上文。

优选地，所述半导体器件包括基板和芯片，所述处理工位至少包括：

贴芯片处理工位，其中，将所述芯片贴接在所述基板；

这样的配置是经典的芯片封装生产线必备的处理工位。

优选地，所述自动化分级封装系统包括以下模块：

贴芯片模块：根据所述更新信息模块，所述贴芯片处理工位作为当前处理工位，贴芯片工位机器将所述芯片的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器中的所述半导体器件的追溯性信息被更新；

焊线模块：按所述分级处理模块，所述焊线处理工位作为后续处理工位，焊线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息，其中，所述芯片的分级信息已更新到所述半导体器件的分级信息中；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述焊线工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行焊线操作；

模封模块：按所述分级处理模块，所述模封处理工位作为后续处理工位，模封工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述模封工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行模封操作；

切筋成型模块：按所述分级处理模块，所述切筋成型处理工位作为后续处理工位，切筋成型工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述切筋成型工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行切筋成型操作；

测试模块：按所述分级处理模块，所述测试处理工位作为后续处理工位，测试工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的更新的追溯性信息；并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述测试工位机器仅对指定分级信息的半导体器件进行测试操作。

可以理解的是，所述自动化分级封装系统包括：贴芯片工位机器、焊线工位机器、模封工位机器、切筋成型工位机器、和测试工位机器。所述贴芯片工位机器的客户端软件包括所述贴芯片模块；所述焊线工位机器的客户端软件包括所述焊线模块；所述模封工位机器的客户端软件包括所述模封模块；所述切筋成型工位机器的客户端软件包括所述切筋成型模块；所述测试工位机器的客户端软件包括所述测试模块。这样的软件设计架构逻辑清晰，容易实现。

根据本发明的半导体器件的自动化分级封装系统的第二优选实施方式，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息，所述自动化分级封装系统在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

所述自动化分级封装系统至少包括以下模块：

工位操作模块：在每一处理工位，其包括以下至少一个子模块：

元件信息上传子模块：产线工位机器将所述半导体器件的元件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，其中，所述追溯性信息包括所述元件的分级信息，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

工位分级操作子模块：产线工位机器从所述产线管理服务器中下载所述半导体器件的追溯性信息，并且，根据所述产线管理服务器的设置，所述产线工位机器仅处理指定分级信息的半导体器件，而不处理其它分级信息的半导体器件；

工位分级检测子模块：在工位分级操作之后，产线工位机器对所述半导体器件的坯件进行分级检测，更新所述半导体器件的分级信息，并将所述半导体器件的追溯性信息上传至所述产线管理服务器，所述产线管理服务器因此能够将所述半导体器件自动分级；

关闭通信模块：在完成所述半导体器件的自动化分级封装处理后，关闭所述产线工位机器和所述产线管理服务器之间的通讯连接。

可选地，产线工位机器的客户端软件包括建立通信模块、工位操作模块、关闭通信模块。所述工位操作模块包括元件信息上传子模块、工位分级操作子模块、工位分级检测子模块。所述工位操作模块可以使用面向对象的计算机语言的类class来表示，各个具体的工位操作模块例如由工位操作类继承而来。

综上所述，本发明达到了提高生产效率、节省资源、能源、节省成本的技术效果。

以上详细描述了本发明创造的优选的或具体的实施例。应当理解，本领域的技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明创造的设计构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明创造的设计构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明创造的范围之内和/或由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.半导体器件的自动化分级封装方法，其中，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息；所述自动化分级封装方法在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

其特征在于：所述自动化分级封装方法至少包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述产线工位机器和产线管理服务器之间按照半导体设备通信标准SECS/GEM的方式建立通讯连接。

3.根据权利要求2所述的自动化分级封装方法，其特征在于：产线管理服务器包括组装线生产数据库，且所述半导体器件的追溯性信息被保存到所述产线管理服务器的组装线生产数据库中。

4.根据权利要求3所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述产线工位机器与所述组装线生产数据库通过国际标准通讯协议SEMI E142实现数据交换，其中，所述国际标准通讯协议SEMI E142所规定的基板映射图表包括双码图表和转移图表。

5.根据权利要求4所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述双码图表是由4位十六进制的字符定义，不同的双码代表机器分级的结果，用于定义半导体器件好坏和缺陷类型。

6.根据权利要求5所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述转移图表包括晶元标识、TX/TY和FX/FY，其中，FX/FY是指芯片在晶元上的位置，TX/TY是指芯片贴在基板上的位置。

7.根据权利要求1所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述阵列是8×24的矩阵。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述半导体器件包括基板和芯片，所述处理工位至少包括：

贴芯片处理工位，其中，将所述芯片贴接在所述基板；

9.根据权利要求8所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述自动化分级封装方法包括以下步骤：

10.根据权利要求1至7中任一项所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述半导体器件包括基板、感应器、发射器、塑胶件、和玻璃件，所述处理工位包括8个处理工位：

基板贴片处理工位：将切割后的基板贴到载具；

感应器贴片处理工位：将切割后的感应器贴到基板上；

发射器贴片处理工位：将切割后的发射器贴到基板上；

键合处理工位：使用金线将基板和芯片导通；

下料处理工位：将所述半导体器件从所述载具上转移下来。

11.根据权利要求10所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述自动化分级封装方法包括以下步骤：

12.半导体器件的自动化分级封装方法，其中，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息，所述自动化分级封装方法在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

其特征在于：所述自动化分级封装方法至少包括以下步骤：

13.根据权利要求12所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述半导体器件包括基板和元件，所述处理工位至少包括：

切筋成型处理工位，其中，将模塑封装的所述半导体器件切除连接筋，并将所述半导体器件的管脚弯压成型，形成切筋成型的半导体器件，称之为切筋成型操作。

14.根据权利要求13所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述自动化分级封装方法包括以下工位操作步骤：

15.根据权利要求12所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述半导体器件包括一个基板和四个元件，所述处理工位至少包括：

16.根据权利要求15所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述自动化分级封装方法包括以下工位操作步骤：

17.半导体器件的自动化分级封装方法，其中，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息，所述自动化分级封装方法在具有N个顺序处理工位的生产线上对所述半导体器件进行封装处理，其中，N大于或等于2，所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

其特征在于：所述自动化分级封装方法包括以下步骤：

第一更新信息步骤S104：在所述第一处理工位上，所述第一产线工位机器在分组处理完成后，检测所述载具上的所有半导体器件，并对所述半导体器件进行分级，然后更新所述半导体器件的追溯性信息的分级信息，更新的所述半导体器件的追溯性信息称之为第一追溯性信息；

18.根据权利要求17所述的自动化分级封装方法，其特征在于：所述自动化分级封装方法还包括以下步骤：

19.半导体器件的自动化分级封装系统，其中，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息，所述自动化分级封装系统在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

其特征在于：所述自动化分级封装系统至少包括以下模块：

20.根据权利要求19所述的自动化分级封装系统，其特征在于：所述产线工位机器和产线管理服务器之间按照半导体设备通信标准SECS/GEM的方式建立通讯连接。

21.根据权利要求20所述的自动化分级封装系统，其特征在于：产线管理服务器包括组装线生产数据库，且所述半导体器件的追溯性信息被保存到所述产线管理服务器的组装线生产数据库中。

22.根据权利要求21所述的自动化分级封装系统，其特征在于：所述产线工位机器与所述组装线生产数据库通过国际标准通讯协议SEMI E142实现数据交换，其中，所述国际标准通讯协议SEMI E142所规定的基板映射图表包括双码图表和转移图表。

23.根据权利要求22所述的自动化分级封装系统，其特征在于：所述双码图表是由4位十六进制的字符定义，不同的双码代表机器分级的结果，用于定义半导体器件好坏和缺陷类型。

24.根据权利要求23所述的自动化分级封装系统，其特征在于：所述转移图表包括晶元标识、TX/TY和FX/FY，其中，FX/FY是指芯片在晶元上的位置，TX/TY是指芯片贴在基板上的位置。

25.根据权利要求19至24中任一项所述的自动化分级封装系统，其特征在于：所述半导体器件包括基板和芯片，所述处理工位至少包括：

贴芯片处理工位，其中，将所述芯片贴接在所述基板；

26.根据权利要求25所述的自动化分级封装系统，其特征在于：所述自动化分级封装系统包括以下模块：

27.半导体器件的自动化分级封装系统，其中，所述半导体器件的追溯性信息包括批次、坐标、和分级信息，所述自动化分级封装系统在生产线的处理工位上对所述半导体器件进行封装处理；多个所述半导体器件按阵列的方式排列在载具上；

其特征在于：所述自动化分级封装系统至少包括以下模块：