CN114113125A - 外观缺陷检测设备及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种外观缺陷检测设备及其检测方法，包括依次布置的上料盘仓、上料移栽装置、上料转换机构、CCD检测机构、下料转换机构、下料移栽装置和下料盘仓；所述上料转换机构和下料转换机构均包括有取放装置和带动取放装置升降运动的第一Z轴驱动装置；所述CCD检测机构包括有检测工位和CCD检测Z轴模组，所述CCD检测Z轴模组包括有第二Z轴驱动装置和设置于第二Z轴驱动装置的CCD检测装置，所述CCD检测Z轴模组对应检测工位设置，所述检测工位通过XYθ轴向驱动机构连接于上料转换机构与下料转换机构之间。实现对产品的自动检测，工作效率高、检测质量高，且省去了人工成本、利于产品的大批量检测。

Description

外观缺陷检测设备及其检测方法

技术领域

本发明涉及检测设备领域技术，尤其是指一种外观缺陷检测设备及其检测方法，其主要用于晶圆外观检测。

背景技术

晶圆的制程亦不断精进，为了有效保证晶圆产品的良率，往往需在晶圆制造成型后，对晶圆外观进行缺陷检测。

传统技术中，对晶圆外观缺陷的检测通常是通过人工用肉眼对晶圆进行检测的方式，该检测方式效率低，人员劳动强度大，且容易出现误检或漏检的问题，不能保证出厂晶圆产品的质量；后来出现自动检测晶圆的检测设备，其能提高检测效率及检测质量，但是对于排列整齐要求度高、误检率极低（几乎零误检漏检率）的需求而言，仍难以满足。

因此，有必要对现有的外观缺陷检测设备进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种外观缺陷检测设备及其检测方法，其通过设置有依次布置的上料移栽装置、上料转换机构、CCD检测机构、下料转换机构、用下料移栽装置，并配合设置有检测工位通过XYθ轴向驱动机构连接于上料转换机构与下料转换机构之间，实现对产品的自动检测，工作效率高、检测质量高，且省去了人工成本、利于产品的大批量检测。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种外观缺陷检测设备，包括依次布置的上料盘仓、上料移栽装置、上料转换机构、CCD检测机构、下料转换机构、下料移栽装置和下料盘仓；

所述上料转换机构和下料转换机构均包括有取放装置和带动取放装置升降运动的第一Z轴驱动装置；所述CCD检测机构包括有检测工位和CCD检测Z轴模组，所述CCD检测Z轴模组包括有第二Z轴驱动装置和设置于第二Z轴驱动装置的CCD检测装置，所述CCD检测Z轴模组对应检测工位设置，所述检测工位通过XYθ轴向驱动机构连接于上料转换机构与下料转换机构之间。

作为一种优选方案，所述上料盘仓和下料盘仓均包括有料仓和带动料仓升降运动的升降装置，所述料仓内设置有多个并列布置的用于放置料盘的料盘装入口；所述上料移栽装置、下料移栽装置均包括有用于放置料盘的料盘存放区和带动料盘存放区往返于料盘装入口和取放装置之间的平移机构。

作为一种优选方案，所述料盘装入口设置有防呆部。

作为一种优选方案，所述上料移栽装置的输入侧和下料移栽装置的第一输出侧均设置有第一离子风机；所述上料移栽装置上还设置有扫码头，所述扫码头位于上料移栽装置的输入侧和上料转换机构之间。

作为一种优选方案，所述上料移栽装置的输入侧还设置有用于检测料盘有无产品的传感器。

作为一种优选方案，所述取放装置包括有吸盘架和设置于吸盘架底部的真空吸盘，所述吸盘架上设置有缓冲组件，所述真空吸盘上还设置有产品避空位。

作为一种优选方案，所述上料移栽装置和下料移栽装置均为沿X轴向布置，所述上料转换机构和下料转换机构分别设置于上料移栽装置、下料移栽装置的外侧，所述CCD检测机构设置于上料移栽装置的内侧和下料移栽装置的内侧之间。

作为一种优选方案，所述XYθ轴向驱动机构包括有Y轴向驱动机构、设置于Y轴向驱动机构的X轴向驱动机构、设置于X轴向驱动机构的θ轴驱动机构，所述检测工位设置于θ轴驱动机构上。

作为一种优选方案，所述下料移栽装置的第二输出侧设置有不良品料盘，所述下料转换机构还包括有横向驱动装置，所述第一Z轴驱动装置设置于横向驱动装置上，所述横向驱动装置带动取放装置往返于不良品料盘和料盘存放区。

一种外观缺陷检测方法，其基于所述的外观缺陷检测设备，包括如下步骤：

第一步，上料移栽装置从上料盘仓取产品，然后带动产品移动至上料转换机构的下方；

第二步，上料转换机构抓取产品，同时检测工位移动至上料转换机构的下方，然后上料转换机构将产品放至检测工位上；

第四步，检测工位移动至CCD检测Z轴模组下方，CCD检测Z轴模组对产品进行检测后，检测工位移动至下料转换机构下方；

第五步，所述下料转换机构抓取产品后，下料移栽装置移动至下料转换机构下方，下料转换机构将产品放至下料移栽装置进行下料至下料盘仓。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

其主要是，通过设置有依次布置的上料移栽装置、上料转换机构、CCD检测机构、下料转换机构、用下料移栽装置，并配合设置有检测工位通过XYθ轴向驱动机构连接于上料转换机构与下料转换机构之间，实现对产品的自动检测，工作效率高、检测质量高，且省去了人工成本、利于产品的大批量检测；

其次是，上料盘仓和下料盘仓的设置，配合上料移栽装置和上料移栽装置的设置，实现对产品的自动上下料，提高自动化程度，进一步提高产品的检测效率；

再者是，下料移栽装置的第二输出侧设置有不良品料盘，相应的下料转换机构还包括有横向驱动装置，所述第一Z轴驱动装置设置于横向驱动装置上，所述横向驱动装置带动取放装置往返于不良品料盘和料盘存放区；实现对产品的自动分拣。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的立体示意图；

图2是本发明之较佳实施例的分解图；

图3是本发明之较佳实施例的立体示意图（不含上机架）；

图4是本发明之较佳实施例的另一视角的立体示意图（不含上机架）；

图5是本发明之较佳实施例的局部结构图（CCD检测机构和XYθ轴向驱动机构）；

图6是本发明之较佳实施例的局部结构图（上料移栽装置和下料移栽装置）；

图7是本发明之较佳实施例的局部结构图（上料盘仓、下料盘仓、不良品料盘）；

图8是本发明之较佳实施例的上料盘仓的示意图；

图9是图8中A处的局部放大图；

图10是本发明之较佳实施例的上料转换机构的示意图；

图11是本发明之较佳实施例的下料转换机构的示意图。

附图标识说明：

10、上料盘仓 11、料仓

12、升降装置 121、升降气缸

122、料仓安装架 101、料盘装入口

102、防呆部 20、上料移栽装置

21、料盘存放区 211、定位PIN

22、平移机构

23、第一离子风机 24、扫码头

30、上料转换机构 31、取放装置

311、吸盘架 312、真空吸盘

313、缓冲组件 32、第一Z轴驱动装置

33、第二离子风机 34、对位相机

35、过压行程传感器 40、CCD检测机构

41、检测工位 42、CCD检测Z轴模组

421、第二Z轴驱动装置 422、CCD检测装置

50、下料转换机构 51、横向驱动装置

60、下料移栽装置 61、不良品料盘

70、下料盘仓 80、下机架

81、大理石台面 811、大理石跳水台

90、上机架 100、料盘

1001、插入槽 1002、挡板

110、XYθ轴向驱动机构 1101、Y轴向驱动机构

1102、X轴向驱动机构 1103、θ轴驱动机构。

具体实施方式

请参照图1至图11所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有依次布置的上料盘仓10、上料移栽装置20、上料转换机构30、CCD检测机构40、下料转换机构50、下料移栽装置60和下料盘仓70；

所述上料移栽装置20和下料移栽装置60均为沿X轴向布置，所述上料转换机构30和下料转换机构50分别设置于上料移栽装置20、下料移栽装置60的外侧，所述CCD检测机构40设置于上料移栽装置20的内侧和下料移栽装置60的内侧之间。

所述上料移栽装置20、上料转换机构30、CCD检测机构40、下料转换机构50、下料移栽装置60均设置于大理石台面81上，所述大理石台面81设置于下机架80的顶部，所述上料盘仓10和下料盘仓70均设置于下机架80上且均位于大理石台面81的侧旁；以及，大理石台面81于CCD检测机构40处设置有大理石跳水台811，所述CCD检测机构40设置于大理石跳水台811的前端；另外，所述下机架80上还设置有遮盖上料盘仓10、上料移栽装置20、上料转换机构30、CCD检测机构40、下料转换机构50、下料移栽装置60和下料盘仓70的上机架90。

所述上料盘仓10和下料盘仓70均包括有料仓11和带动料仓11升降运动的升降装置12，所述料仓11内设置有多个并列布置的用于放置料盘100的料盘装入口101；所述升降装置12包括有升降气缸121和设置于升降气缸121上的料仓安装架122，所述料仓安装架122上设置有导轨，所述升降气缸121带动料仓11可活动式设置于料仓安装架122；

以及，所述料盘装入口101设置有防呆部102，相应的还包括有料盘100，所述料盘100的底部设置有与防呆部102相适配的插入槽1001，所述插入槽1001适配于防呆部102，且，所述料盘100的四角均设置有挡板1002，所放产品的总厚度不超过挡板1002的高度；在料仓安装架122上还设置有用于检测所放产品的总厚度是否超出挡板1002的传感器；优选的，所述料盘装入口101为间距布置的7个。

所述上料移栽装置20、下料移栽装置60均包括有用于放置料盘的料盘存放区21和带动料盘存放区21往返于料盘装入口101和取放装置31之间的平移机构22；

以及，所述上料移栽装置20的输入侧和下料移栽装置60的第一输出侧均设置有第一离子风机23；所述上料移栽装置20上还设置有扫码头24，所述扫码头24位于上料移栽装置20的输入侧和上料转换机构30之间；所述上料移栽装置20的输入侧还设置有用于检测料盘有无产品的传感器；

优选的，所述料盘存放区21上设置有用于料盘定位的定位PIN211，所述定位PIN211具有四个，且分别设置于料盘存放区21的四角，相应的，所述料盘100具有与定位PIN211相适配的定位孔。

所述上料转换机构30和下料转换机构50均包括有取放装置31和带动取放装置31升降运动的第一Z轴驱动装置32；所述CCD检测机构40包括有检测工位41和CCD检测Z轴模组42，所述CCD检测Z轴模组42包括有第二Z轴驱动装置421和设置于第二Z轴驱动装置421的CCD检测装置422，其中，CCD检测装置422为AOI检测装置，所述CCD检测Z轴模组42对应检测工位41设置，所述检测工位41通过XYθ轴向驱动机构110连接于上料转换机构30与下料转换机构50之间，所述检测工位41在进行检测前，由扫码头24进行扫码；

以及，所述下料移栽装置60的第二输出侧设置有不良品料盘61，所述下料转换机构50还包括有横向驱动装置51，所述第一Z轴驱动装置32设置于横向驱动装置51上，所述横向驱动装置51带动取放装置31往返于不良品料盘61和料盘存放区21；所述不良品料盘61上还设置有计数传感器；

另外，所述取放装置31包括有吸盘架311和设置于吸盘架311底部的真空吸盘312，所述吸盘架311上设置有缓冲组件313，缓冲组件313的作用是抵消真空吸盘312的自重，所述真空吸盘312上还设置有产品避空位和料盘避空位；

优选的，所述上料转换机构30还包括有第二离子风机33、对位相机34和过压行程传感器35，所述第二离子风机33朝向真空吸盘312的底部设置，所述对位相机34朝向真空吸盘312的顶部设置，所述过压行程传感器35设置于缓冲组件313的侧旁。

所述XYθ轴向驱动机构110包括有Y轴向驱动机构1101、设置于Y轴向驱动机构1101的X轴向驱动机构1102、设置于X轴向驱动机构1102的θ轴驱动机构1103，所述检测工位41设置于θ轴驱动机构1103上。

详述本实施例的检测方法如下：

第一步，上料移栽装置20从上料盘仓10取产品，然后带动产品移动至上料转换机构30的下方；

第二步，上料转换机构30抓取产品，同时检测工位41移动至上料转换机构30的下方，然后上料转换机构30将产品放至检测工位41上；

第四步，检测工位41移动至CCD检测Z轴模组42下方，CCD检测Z轴模组42对产品进行检测后，检测工位41移动至下料转换机构50下方；

第五步，所述下料转换机构50抓取产品后，下料移栽装置60移动至下料转换机构50下方，下料转换机构50将产品放至下料移栽装置60进行下料至下料盘仓70，或下料转换机构50移动至不良品料盘61的上方，将产品放至不良品料盘61。

本发明的设计重点在于：

其主要是，通过设置有依次布置的上料移栽装置、上料转换机构、CCD检测机构、下料转换机构、用下料移栽装置，并配合设置有检测工位通过XYθ轴向驱动机构连接于上料转换机构与下料转换机构之间，实现对产品的自动检测，工作效率高、检测质量高，且省去了人工成本、利于产品的大批量检测；

其次是，上料盘仓和下料盘仓的设置，配合上料移栽装置和上料移栽装置的设置，实现对产品的自动上下料，提高自动化程度，进一步提高产品的检测效率；

再者是，下料移栽装置的第二输出侧设置有不良品料盘，相应的下料转换机构还包括有横向驱动装置，所述第一Z轴驱动装置设置于横向驱动装置上，所述横向驱动装置带动取放装置往返于不良品料盘和料盘存放区；实现对产品的自动分拣。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种外观缺陷检测设备，其特征在于：包括依次布置的上料盘仓、上料移栽装置、上料转换机构、CCD检测机构、下料转换机构、下料移栽装置和下料盘仓；

所述上料转换机构和下料转换机构均包括有取放装置和带动取放装置升降运动的第一Z轴驱动装置；所述CCD检测机构包括有检测工位和CCD检测Z轴模组，所述CCD检测Z轴模组包括有第二Z轴驱动装置和设置于第二Z轴驱动装置的CCD检测装置，所述CCD检测Z轴模组对应检测工位设置，所述检测工位通过XYθ轴向驱动机构连接于上料转换机构与下料转换机构之间。

2.根据权利要求1所述的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述上料盘仓和下料盘仓均包括有料仓和带动料仓升降运动的升降装置，所述料仓内设置有多个并列布置的用于放置料盘的料盘装入口；所述上料移栽装置、下料移栽装置均包括有用于放置料盘的料盘存放区和带动料盘存放区往返于料盘装入口和取放装置之间的平移机构。

3.根据权利要求2所述的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述料盘装入口设置有防呆部。

4.根据权利要求2所述的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述上料移栽装置的输入侧和下料移栽装置的第一输出侧均设置有第一离子风机；所述上料移栽装置上还设置有扫码头，所述扫码头位于上料移栽装置的输入侧和上料转换机构之间。

5.根据权利要求1或4所述的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述上料移栽装置的输入侧还设置有用于检测料盘有无产品的传感器。

6.根据权利要求1所述的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述取放装置包括有吸盘架和设置于吸盘架底部的真空吸盘，所述吸盘架上设置有缓冲组件，所述真空吸盘上还设置有产品避空位。

7.根据权利要求1或2所述的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述上料移栽装置和下料移栽装置均为沿X轴向布置，所述上料转换机构和下料转换机构分别设置于上料移栽装置、下料移栽装置的外侧，所述CCD检测机构设置于上料移栽装置的内侧和下料移栽装置的内侧之间。

8.根据权利要求7所述的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述XYθ轴向驱动机构包括有Y轴向驱动机构、设置于Y轴向驱动机构的X轴向驱动机构、设置于X轴向驱动机构的θ轴驱动机构，所述检测工位设置于θ轴驱动机构上。

9.根据权利要求2所述的外观缺陷检测设备，其特征在于：所述下料移栽装置的第二输出侧设置有不良品料盘，所述下料转换机构还包括有横向驱动装置，所述第一Z轴驱动装置设置于横向驱动装置上，所述横向驱动装置带动取放装置往返于不良品料盘和料盘存放区。

10.一种外观缺陷检测方法，其特征在于：其基于权利要求1至9任一项所述的外观缺陷检测设备，包括如下步骤：

第一步，上料移栽装置从上料盘仓取产品，然后带动产品移动至上料转换机构的下方；

第二步，上料转换机构抓取产品，同时检测工位移动至上料转换机构的下方，然后上料转换机构将产品放至检测工位上；

第四步，检测工位移动至CCD检测Z轴模组下方，CCD检测Z轴模组对产品进行检测后，检测工位移动至下料转换机构下方；

第五步，所述下料转换机构抓取产品后，下料移栽装置移动至下料转换机构下方，下料转换机构将产品放至下料移栽装置进行下料至下料盘仓。

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