CN111394777A - 一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，包括以下步骤：对已放置好芯片的电镀治具进行扫码，记录扫码编号；顶针呈排设置，每个顶针连接一个力传感器，每个力传感器连接至工控机，工控机对每个力传感器进行编号，用于监测每个芯片承受的顶出力，在顶针顶出芯片的过程中记录每个顶针的顶出力形成力度曲线；比较所述力度曲线的峰值与预设的阈值，通过扫码编号、驱动顶针的Z轴移动机构的运行次数、S型力传感器的编号和工控机记录超出阈值的芯片及其位置，并标记为NG产品。

Description

一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法

技术领域

本发明涉及芯片镀膜工艺技术领域，尤其涉及一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法。

背景技术

在将芯片从电镀治具中取出时，由于芯片是胶粘在电镀治具上，取出极为不方便，需要通过顶针将芯片顶出，但是在顶出时，如果顶针用力过大，容易直接导致芯片损坏，需要对芯片受到顶针的力进行实时监测。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种方便监测NG芯片的用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，包括以下步骤：对已放置好芯片的电镀治具进行扫码，记录扫码编号；顶针呈排设置，每个顶针连接一个力传感器，每个力传感器连接至工控机，工控机对每个力传感器进行编号，用于监测每个芯片承受的顶出力，在顶针顶出芯片的过程中记录每个顶针的顶出力形成力度曲线；比较所述力度曲线的峰值与预设的阈值，通过扫码编号、驱动顶针的Z轴移动机构的运行次数、S型力传感器的编号和工控机记录超出阈值的芯片及其位置，并标记为NG产品。

进一步的，在顶针顶出芯片时，芯片取料机械手同步拾取芯片，通过PLC控制器使得芯片取料机械手和顶针同步。

进一步的，芯片取料机械手通过连接真空发生器的真空吸盘吸取芯片，所述真空吸盘与所述顶针对应设置；确定芯片取料机械手和顶针均与芯片稳定接触后，顶针抵持芯片的同时芯片取料机械手夹持芯片，将芯片取出，工控机通过力传感器绘制每个顶针的实时力度曲线。

进一步的，每个真空吸盘均连接有一个控制阀；检测到每个真空吸盘均与芯片稳定接触后，顶针抵持芯片的同时芯片取料机械手夹持芯片，将芯片取出，工控机通过力传感器绘制每个顶针的实时力度曲线。

进一步的，力传感器依次通过放大器、滤波器和数据采集卡连接至工控机。

进一步的，在顶针顶出芯片的过程中，CCD相机进行检测，并记录NG产品。

进一步的，所述力传感器连接有过力保护机构，所述过力保护机构对所述顶针的顶出力的最大阈值进行机械限定。

进一步的，所述顶针、所述力传感器和所述过力保护机构固定在顶针盒内，所述顶针盒和Z轴移动机构可拆卸连接。

进一步的，所述芯片取料机械手至少包括Z轴位移机构，真空吸盘固定在Z轴位移机构上。

进一步的，所述芯片取料机械手还包括Y轴位移机构，CCD相机固定在所述Z轴位移机构上。

本发明的有益效果在于：通过力传感器对芯片受到顶针的力进行实时监测，通过二维码、驱动顶针的Z轴移动机构的运动次数、力传感器的编号和工控机确定每个芯片及其位置，当遇到NG产品时能直接记录该芯片及其位置，避免NG产品流出。

附图说明

图1是本发明实施例一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法的流程示意图；

图2是本发明实施例顶针、定位台、芯片取料机械手的结构示意图；

图3是本发明实施例顶针盒和定位台的结构示意图；

图4是本发明实施例顶针盒的结构示意图；

图5是本发明实施例吸附头的结构示意图；

图6是本发明实施例电镀治具的结构示意图。

图7是本发明实施例过力保护机构的结构示意图。

图8是本发明实施例顶针盒与Z轴移动机构的结构示意图。

标号说明：

100、顶针盒；110、顶针；111、顶针头；120、力传感器；

130、Z轴移动机构；131、升降板；132、导轨；133、固定板；

134、轴承座；141、滑柱；142、弹簧；143、导向柱；151、滑孔；

152、导向孔；200、芯片取料机械手；210、Y轴位移机构；

220、Z轴位移机构；230、吸附头；231、真空吸盘；232、折弯接头；

300、CCD相机；400、定位台；410、顶出孔；420、定位槽；

500、X轴调整机构；510、滑轨；600、电镀治具；610、预留孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1-图8，一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，包括以下步骤：对已放置好芯片的电镀治具600进行扫码，记录扫码编号；顶针110呈排设置，每个顶针110连接一个力传感器120，每个力传感器120连接至工控机，工控机对每个力传感器120进行编号，用于监测每个芯片承受的顶出力，在顶针110顶出芯片的过程中记录每个顶针110的顶出力形成力度曲线；比较力度曲线的峰值与预设的阈值，通过扫码编号、驱动顶针110的Z轴移动机构130的运行次数、S型力传感器120的编号和工控机记录超出阈值的芯片及其位置，并标记为NG产品。

通过力传感器120对芯片受到顶针110的力进行实时监测，通过二维码、驱动顶针110的Z轴移动机构130的运动次数、力传感器120的编号和工控机确定每个芯片及其位置，当遇到NG产品时能直接记录该芯片及其位置，避免NG产品流出。

Z轴移动机构130的运行次数可以记录总次数，也可以记录取出一个电镀治具600的所有芯片所用的全部次数中的次数，如取出一个电镀治具600的所有芯片需要运行Z轴移动机构130三十九次，即以三十九为一个周期，记录Z轴移动机构130在该周期中的次序即可。根据Z轴移动机构130的运行次数可以确定芯片在电镀治具600上的排数，根据力传感器120的编号可以确定芯片在电镀治具600的列数，从而确定该芯片在电镀治具600的位置。由于每个电镀治具600均进行编码，并通过扫码进行扫码记录，从而可以确定芯片及其位置。

可以理解的。顶针110可以设置成一排、两排或多排，力传感器120与顶针110对应设置，优选的为顶针110设置为一排，方便控制，稳定性强，良率高，Z轴移动机构130和Z轴位移机构220的负担重量低。

在顶针110顶出芯片时，芯片取料机械手200同步拾取芯片，通过PLC控制器使得芯片取料机械手200和顶针110同步。顶针110和芯片取料机械手200同步，顶针110顶出芯片的同时芯片取料机械手200拾取芯片远离电镀治具600，可以保证芯片的稳定取出。

芯片取料机械手200通过连接真空发生器的真空吸盘231吸取芯片，真空吸盘231与顶针110对应设置；确定芯片取料机械手200和顶针110均与芯片稳定接触后，顶针110抵持芯片的同时芯片取料机械手200夹持芯片，将芯片取出，工控机通过力传感器120绘制每个顶针110的实时力度曲线。简单的可以通过真空吸盘231的吸力检测确定芯片取料机械手200与芯片接触，一般的，在真空吸盘231与真空发生器的气管上设置气压检测表，通过气压变化确定取料机械手与芯片接触。也可以设置传感器，如力传感器120、光传感器或者红外传感器。

每个真空吸盘231均连接有一个控制阀；检测到每个真空吸盘231均与芯片稳定接触后，顶针110抵持芯片的同时芯片取料机械手200夹持芯片，将芯片取出，工控机通过力传感器120绘制每个顶针110的实时力度曲线。可以避免其中一个或多个芯片因一致性问题(治具或者芯片本身胶粘的问题)未被真空吸盘231吸取，同时也方便根据需要分别释放合格产品和NG产品。

力传感器120依次通过放大器、滤波器和数据采集卡连接至工控机。通过放大器和滤波器能够使力度曲线绘制准确，减少干扰。数据采集卡主要是进行模数转换，并进行采集处理，将力传感器120的模拟信号转换成数字信号经过处理后传递给工控机。

在顶针110顶出芯片的过程中，CCD相机300进行检测，并记录NG产品。通过CCD相机300检测芯片和胶粒，检测NG产品，保证供应的产品的质量。

作为本发明的一种优选方式，力传感器120为S型力传感器120。S型力传感器120传感器具有拉压两用的功能，拉力和压力两者都能测量。体积一般较小，精度高，测量范围好，性能稳定，安装方便。

请参见图2，芯片取料机械手200还包括Y轴位移机构210，CCD相机300固定在Z轴位移机构220上。设置Y轴位移机构210方便将芯片放置到下一道工序。CCD相机300固定在Z轴位移机构220上，可以保证拾取芯片时CCD相机300准确照射向电镀治具600。

请参见图2-图8，电镀治具600嵌设于定位台400上的定位槽420内，定位槽420内设有与电镀治具600上的预留孔610相对应的顶出孔410，顶针盒100设置于定位槽420的下方，顶针盒100内设有力传感器120，力传感器120连接顶针110，顶针110远离力传感器120的一端设有顶针头111，顶针头111由柔性材料制成，一般采用橡胶或硅胶材料；顶针110从顶针盒100的顶部穿设而出依次穿过通孔和预留孔610抵持芯片，在力传感器120背向顶针110的一面连接有Z轴移动机构130。定位台400连接X轴调整机构500，定位台400的两侧设有沿X轴设置的滑轨510，滑轨510上设有沿滑轨510滑动的滑块520，滑块520与定位台400连接。设置滑轨510，保证移动的稳定性。芯片取料机械手200包括Z轴位移机构220和Y轴位移机构210，在Z轴位移机构220上设有一吸附头230，吸附头230内设有凹槽，凹槽内设有与顶针110对应的真空吸盘231，每个真空吸盘231连接有一设置于吸附头230侧面的折弯接头232，每个折弯接头232分别通过真空管连接真空发生器，每个真空管可以设置一控制阀和气压表。CCD相机300固定在Z轴移动机构130上方便每次取芯片时CCD相机300照射向真空吸盘231。

特别的，力传感器120连接有过力保护机构，过力保护机构对顶针110的顶出力的最大阈值进行机械限定。

请参见图7，过力保护机构包括滑柱141和弹簧142，顶针盒100设有供滑柱141伸缩滑动的滑孔151，弹簧142套设在滑柱141上。通过弹簧142的缓冲，以及弹簧142弹力的限定，弹簧142的弹力阈值一般设为七百克左右。进行保护。特别的，滑柱141连接在力传感器120的中部，在滑柱141的两侧设有导向柱143，顶针盒100设有与导向柱143滑动配合的导向孔152。

请参见8，顶针110、力传感器120和过力保护机构固定在顶针盒100内，顶针盒100和Z轴移动机构130可拆卸连接。Z轴移动机构130包括电机和丝杠机构，丝杠机构连接有的升降板131，升降板131与顶针盒100可拆卸连接带动顶针盒100进行升降，升降板131与沿Z轴设置的导轨132滑动配合，提高升降的稳定性。特别的，升降板131呈L型，顶针盒100嵌设固定在L型的升降板131上，形成一个箱体形。可以方便的将整个顶针盒100安装和拆卸，方便维护和更换，可以根据不同型号的芯片、顶力要求不同的芯片整个更换相应的顶针盒100，方便快速。特别的，导轨132固定在固定板133上，固定板133上还设有与丝杠配合的轴承座134，固定板133可以与机架固定，也可以与定位台400固定为一体，特别的，固定板133与电机的壳体固定。

请参见图3和图4，顶针110、力传感器120和Z轴移动机构130依次相连，芯片取料机械手200至少包括Z轴位移机构220，真空吸盘231固定在Z轴位移机构220上。

Z轴移动机构130、Z轴位移机构220、Y轴位移机构210和X轴调整机构500均为直线移动机构，其实现方式一般采用电机丝杠，一般通过导轨滑块结构进行辅助；也可以根据需要采用其它的直线移动机构，如气缸等。

综上所述，本发明提供的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，能够对顶针顶出力进行实时监测，并且准确定位到NG芯片，避免NG产品流出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

对已放置好芯片的电镀治具进行扫码，记录扫码编号；

顶针呈排设置，每个顶针连接一个力传感器，每个力传感器连接至工控机，工控机对每个力传感器进行编号，用于监测每个芯片承受的顶出力，在顶针顶出芯片的过程中记录每个顶针的顶出力形成力度曲线；

比较所述力度曲线的峰值与预设的阈值，通过扫码编号、驱动顶针的Z轴移动机构的运行次数、S型力传感器的编号和工控机记录超出阈值的芯片及其位置，并标记为NG产品。

2.根据权利要求1所述的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，在顶针顶出芯片时，芯片取料机械手同步拾取芯片，通过PLC控制器使得芯片取料机械手和顶针同步。

3.根据权利要求2所述的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，芯片取料机械手通过连接真空发生器的真空吸盘吸取芯片，所述真空吸盘与所述顶针对应设置；确定芯片取料机械手和顶针均与芯片稳定接触后，顶针抵持芯片的同时芯片取料机械手夹持芯片，将芯片取出，工控机通过力传感器绘制每个顶针的实时力度曲线。

4.根据权利要求3所述的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，每个真空吸盘均连接有一个控制阀；检测到每个真空吸盘均与芯片稳定接触后，顶针抵持芯片的同时芯片取料机械手夹持芯片，将芯片取出，工控机通过力传感器绘制每个顶针的实时力度曲线。

5.根据权利要求1所述的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，力传感器依次通过放大器、滤波器和数据采集卡连接至工控机。

6.根据权利要求1所述的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，在顶针顶出芯片的过程中，CCD相机进行检测，并记录NG产品。

7.根据权利要求1所述的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，所述力传感器连接有过力保护机构，所述过力保护机构对所述顶针的顶出力的最大阈值进行机械限定。

8.根据权利要求7所述的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，所述顶针、所述力传感器和所述过力保护机构固定在顶针盒内，所述顶针盒和Z轴移动机构可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，所述芯片取料机械手至少包括Z轴位移机构，真空吸盘固定在Z轴位移机构上。

10.根据权利要求9所述的一种用于芯片镀膜工艺的顶针顶出力的监测方法，其特征在于，所述芯片取料机械手还包括Y轴位移机构，CCD相机固定在所述Z轴位移机构上。

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