CN114289339B - 一种芯片自动化检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种芯片自动化检测方法和装置，所述方法包括：在机械手将托盘从上料区移动至下料区的过程中，进行丝印ID检测、外观检测和性能检测；通过丝印ID检测进行丝印ID的获取，在性能测试时获取芯片ID；然后将丝印ID和芯片ID结合来锁定具体的芯片，即绑定后的丝印ID和芯片ID可以作为芯片的唯一身份标识，从而基于芯片的唯一身份标识可以将芯片的外观检测结果和性能测试结果进行整合，便于用户或检测管理人员快速了解具体芯片的整体状况，分类结果更精准。

Description

一种芯片自动化检测方法和装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种芯片自动化检测方法和装置。

背景技术

国内半导体行业起步较晚，芯片产品外观检测和性能测试通常采用的是人工检测方式，需要耗费大量的人力和工时，同时容易在检测中造成二次污染和损坏。而且芯片的外观检测与性能测试通常是两条独立的线路，难以实现二者检测数据的关联融合。因此，采用传统的芯片检测方式，即便在芯片全部检测流程做完之后，也无法快速获取单个待检芯片的整体检测数据，无法对待检芯片的准确分类。

发明内容

基于上述，有必要提供一种芯片自动化检测方法和装置，能够实现对芯片自动化外观检测和性能测试，并能够实现将单个待检芯片的外观检测数据与性能测试数据进行关联融合。

本发明提出一种芯片自动化检测方法，所述方法包括：

在机械手将托盘从上料区移动至下料区的过程中，进行丝印ID检测、外观检测和性能检测；所述托盘包括多个镂空设置或由透明材料制成的芯片收纳区，每个芯片收纳区收纳一个待检芯片；所述机械手上设置有光源；

当进行丝印ID检测时，将光源设置为高光，通过第一摄像头拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获取托盘上各个待检芯片在高光下的上表面图像，并对各个待检芯片在高光下的上表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的丝印ID；

当进行外观检测时，将光源设置为暗光，通过外观检测设备获取托盘上各个待检芯片的上表面图像和下表面图像，并对各个待检芯片的上表面图像和下表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的外观检测结果；

当进行性能测试时，由机械手将托盘移动至测试座上，启动测试座对各个待检芯片进行插电初始化，以读取各个待检芯片的芯片ID，并按照预设的测试程序对各个待检芯片进行性能测试，输出性能测试结果；

待托盘上的所有待检芯片均完成丝印ID检测、外观检测和性能测试后，将每一芯片收纳区内待检芯片的丝印ID和芯片ID进行绑定以作为该待检芯片的唯一身份标识，并分别将该待检芯片的唯一身份标识、外观检测结果以及性能测试结果进行入库，以建立芯片检测档案。

基于上述，在机械手将托盘从上料区移动至下料区的过程中，按顺序依次进行丝印ID检测、外观检测和性能测试。

基于上述，所述外观检测设备包括第二摄像头和第三摄像头，将光源设置为暗光后，通过第二摄像头拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获得上表面图像；以及通过第三摄像头拍摄各个待检芯片的下表面，获得下表面图像。

可以理解，由机械手将托盘移动至下料区之后，还执行：

根据各个待检芯片的外观检测结果和性能测试结果由分拣机构将各个待检芯片分拣至对应的分类区域，所述分类区域至少包括良品区域、仅外观不良区域、仅性能不良区域和外观和性能均不良区域。

本发明第二方面提供一种芯片自动化检测装置，所述芯片自动化检测装置包括：托盘、机械手、光源、第一摄像头、外观检测设备、测试座和数据库；

所述托盘包括多个镂空设置或由透明材料制成的芯片收纳区，每个芯片收纳区收纳一个待检芯片；

所述机械手，用于将托盘在上料区和下料区之间进行移动；

所述光源设置在所述机械手上，用于输出对待检芯片的照射光线，并能够实现亮光与暗光之间的调节；

所述第一摄像头，用于在所述光源输出高光时拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获取托盘上各个待检芯片在高光下的上表面图像，并对各个待检芯片在高光下的上表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的丝印ID；

所述外观检测设备，设置在所述上料区和所述下料区之间，用于获取托盘上各个待检芯片的上表面图像和下表面图像，并对各个待检芯片的上表面图像和下表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的外观检测结果；

所述测试座，设置在所述上料区和所述下料区之间，用于在插电初始化时读取各个待检芯片的芯片ID，并按照预设的测试程序对各个待检芯片进行性能测试，输出性能测试结果；

所述数据库，用于收集所述外观检测设备以及所述测试座输出的丝印ID、外观检测结果、芯片ID以及性能测试结果，将每一芯片收纳区内待检芯片的丝印ID和芯片ID进行绑定以作为该待检芯片的唯一身份标识，并分别将该待检芯片的唯一身份标识、外观检测结果以及性能测试结果进行入库，以建立芯片检测档案。

基于上述，所述外观检测设备包括第二摄像头和第三摄像头，

所述第二摄像头，用于在光源输出暗光时拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获取托盘上各个待检芯片的上表面图像；

所述第三摄像头，用于在光源输出暗光时拍摄托盘上各个待检芯片的下表面，获取托盘上各个待检芯片的下表面图像。

优选的，所述第一摄像头设置在所述机械手上，所述第二摄像头设置在所述托盘的运动轨迹上方，且镜头朝向所述托盘的上表面；所述第三摄像头设置在所述托盘的运动轨迹下方，且镜头朝向所述托盘的下表面。

优选的，所述第一摄像头设置在所述机械手上，且镜头朝向所述托盘的上表面；所述第二摄像头设置在所述机械手上，且镜头朝向所述托盘的上表面；所述第三摄像头设置在所述托盘的运动轨迹下方，且镜头朝向所述托盘的下表面。

可以理解，所述芯片自动化检测装置还包括分拣机构，所述分拣机构用于根据各个待检芯片的外观检测结果和性能测试结果将各个待检芯片分拣至对应的分类区域，所述分类区域至少包括良品区域、仅外观不良区域、仅性能不良区域和外观和性能均不良区域。

基于上述，所述机械手包括传动机构和吸盘；

所述吸盘，用于吸附托盘，以实现抓取动作；

所述传动机构，用于将托盘在上料区和下料区之间进行移动。

本发明具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的，本发明通过机械手、外观检测设备和测试座之间的配合，实现芯片的自动化外观检测和性能测试，替代了传统的人工检测和测试方式，节省了人力成本，提高了检测和测试效率。

同时，本发明通过第一摄像头和光源的配合实现了丝印ID的获取，通过测试座对待检芯片的上电初始化实现了芯片ID的获取；然后通过丝印ID和芯片ID的结合实现外观检测结果和性能测试结果的关联，即将丝印ID和芯片ID作为芯片的唯一身份标识，从而基于芯片的唯一身份标识将芯片的外观检测结果和性能测试结果进行整合，便于用户或检测管理人员快速了解具体芯片的整体状况，使得分拣分类结果更精准。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明一种芯片自动化检测装置的示意图。

图2示出了本发明一种芯片自动化检测方法的框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明提供一种芯片自动化检测装置，包括：托盘、机械手、光源、第一摄像头、外观检测设备、测试座和数据库；

所述托盘包括多个镂空设置或由透明材料制成的芯片收纳区，每个芯片收纳区收纳一个待检芯片；

所述机械手，用于将托盘在上料区和下料区之间进行移动；优选的，所述机械手包括传动机构和吸盘；所述吸盘，用于吸附托盘，以实现抓取动作；所述传动机构，用于实现托盘的移动；

所述光源设置在所述机械手上，用于输出对待检芯片的照射光线，并能够实现亮光与暗光之间的调节；

所述第一摄像头，用于在所述光源输出高光时拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获取托盘上各个待检芯片在高光下的上表面图像，并对各个待检芯片在高光下的上表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的丝印ID；

所述外观检测设备，设置在所述上料区和所述下料区之间，用于获取托盘上各个待检芯片的上表面图像和下表面图像，并对各个待检芯片的上表面图像和下表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的外观检测结果；

所述测试座，设置在所述上料区和所述下料区之间，用于在插电初始化时读取各个待检芯片的芯片ID，并按照预设的测试程序对各个待检芯片进行性能测试，输出性能测试结果；

所述数据库，用于收集所述外观检测设备以及所述测试座输出的丝印ID、外观检测结果、芯片ID以及性能测试结果，将每一芯片收纳区内待检芯片的丝印ID和芯片ID进行绑定以作为该待检芯片的唯一身份标识，并分别将该待检芯片的唯一身份标识、外观检测结果以及性能测试结果进行入库，以建立芯片检测档案。

具体的，丝印ID实际是芯片的产品型号，通常产品型号打印在芯片的表面，通过摄像头采集获取时，需要由强光进行支持。然而在进行外观检测时，摄像头在强光下无法捕捉到芯片的外观缺陷，因此需要将光源调整为弱光。

可以理解，对于同一类型的芯片，其丝印ID是相同的，因此无法根据丝印ID锁定具体的芯片。然而对于同一类型芯片，其内部都会置入唯一的芯片ID；需要指出的是，对于不同类型芯片，芯片ID可能会有重复性；本发明创造性的将丝印ID和芯片ID结合以锁定具体的芯片，即将丝印ID和芯片ID绑定后作为芯片的唯一身份标识，从而基于芯片的唯一身份标识将芯片的外观检测结果和性能测试结果进行整合，便于用户或检测管理人员快速了解具体芯片的整体状况。

进一步的，在芯片制作完成后，建立芯片的丝印ID和芯片ID的对应关联表；当通过摄像获取外观检测结果和测试检测结果之后，可以将获取得的芯片丝印ID和芯片ID在关联表中进行查询核对，当二者不匹配时，则认定中间可能有调换，则标记该芯片位置，并进行重新进行检测。

可以理解，在实际检测过程中，丝印ID检测、外观检测和性能测试的先后顺序可以依据用户需求来设定，这就导致所述第一摄像头、所述外观检测设备和所述测试座的位置可以根据用户需求灵活设定。

例如，当需要先进行性能测试，再进行丝印ID检测、外观检测时，则沿着所述托盘的运动轨迹依次设置所述测试座、所述第一摄像头和所述外观设备；当需要先进行丝印ID检测、外观检测，再进行性能测试时，则沿着所述托盘的运动轨迹依次设置所述第一摄像头、所述外观设备和所述测试座。

在具体实施时，所述外观检测设备包括第二摄像头和第三摄像头，

所述第二摄像头，用于在光源输出暗光时拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获取托盘上各个待检芯片的上表面图像；

所述第三摄像头，用于在光源输出暗光时拍摄托盘上各个待检芯片的下表面，获取托盘上各个待检芯片的下表面图像。

同样，丝印ID检测和外观检测的顺序，也可以依据用户需求来设定；例如，当先进行丝印ID检测，再进行外观检测时，所述第一摄像头和所述第二摄像头依次设置在所述托盘的运动轨迹上方，且镜头均朝向所述托盘的上表面；所述第三摄像头设置在所述托盘的运动轨迹下方，且镜头朝向所述托盘的下表面。其中，所述第二摄像头和所述第三摄像头可以按照先后顺序设置，也可以对称设置在托盘的运动轨迹两侧。

更进一步的，所述第一摄像头设置在所述机械手上。上述设置方式，使得在托盘的运行过程中，可以对各个待检芯片进行丝印ID检测，减少整个测试过程的时间。

可以理解，所述第二摄像头同样也可以设置在所述机械手上。上述设置方式，使得在托盘的运行过程中，可以对各个待检芯片进行上表面的外观检测，进一步减少整个测试过程的时间。

可以理解，在完成芯片的自动化检测后，还可以根据自动化检测结果实现芯片的分类；具体的，所述芯片自动化检测装置还包括分拣机构，所述分拣机构用于根据各个待检芯片的外观检测结果和性能测试结果将各个待检芯片分拣至对应的分类区域，所述分类区域至少包括良品区域、仅外观不良区域、仅性能不良区域和外观和性能均不良区域。

本发明提出一种芯片自动化检测方法，所述方法包括：

在机械手将托盘从上料区移动至下料区的过程中，进行丝印ID检测、外观检测和性能检测；所述托盘包括多个镂空设置或由透明材料制成的芯片收纳区，每个芯片收纳区收纳一个待检芯片；所述机械手上设置有光源；

当进行丝印ID检测时，将光源设置为高光，通过第一摄像头拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获取托盘上各个待检芯片在高光下的上表面图像，并对各个待检芯片在高光下的上表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的丝印ID；

当进行外观检测时，将光源设置为暗光，通过外观检测设备获取托盘上各个待检芯片的上表面图像和下表面图像，并对各个待检芯片的上表面图像和下表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的外观检测结果；

当进行性能测试时，由机械手将托盘移动至测试座上，启动测试座对各个待检芯片进行插电初始化，以读取各个待检芯片的芯片ID，并按照预设的测试程序对各个待检芯片进行性能测试，输出性能测试结果；

待托盘上的所有待检芯片均完成丝印ID检测、外观检测和性能测试后，将每一芯片收纳区内待检芯片的丝印ID和芯片ID进行绑定以作为该待检芯片的唯一身份标识，并分别将该待检芯片的唯一身份标识、外观检测结果以及性能测试结果进行入库，以建立芯片检测档案。

具体的，在机械手将托盘从上料区移动至下料区的过程中，可以根据用户需要设定丝印ID检测、外观检测和性能测试的顺序；例如可以按顺序依次进行丝印ID检测、外观检测和性能测试，如图2所示；也可以先进行性能测试，再进行丝印ID检测和外观检测；还可以先进行性能测试，在进行外观检测和丝印ID检测等。

在具体实施时，所述外观检测设备包括第二摄像头和第三摄像头，将光源设置为暗光后，通过第二摄像头拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获得上表面图像；以及通过第三摄像头拍摄各个待检芯片的下表面，获得下表面图像。

可以理解，由机械手将托盘移动至下料区之后，还执行：根据各个待检芯片的外观检测结果和性能测试结果由分拣机构将各个待检芯片分拣至对应的分类区域，所述分类区域至少包括良品区域、仅外观不良区域、仅性能不良区域和外观和性能均不良区域。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种芯片自动化检测方法，其特征在于，所述方法包括：

在机械手将托盘从上料区移动至下料区的过程中，进行丝印ID检测、外观检测和性能检测；所述托盘包括多个镂空设置或由透明材料制成的芯片收纳区，每个芯片收纳区收纳一个待检芯片；所述机械手上设置有光源；

当进行丝印ID检测时，将光源设置为高光，通过第一摄像头拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获取托盘上各个待检芯片在高光下的上表面图像，并对各个待检芯片在高光下的上表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的丝印ID；

当进行外观检测时，将光源设置为暗光，通过外观检测设备获取托盘上各个待检芯片的上表面图像和下表面图像，并对各个待检芯片的上表面图像和下表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的外观检测结果；

当进行性能测试时，由机械手将托盘移动至测试座上，启动测试座对各个待检芯片进行插电初始化，以读取各个待检芯片的芯片ID，并按照预设的测试程序对各个待检芯片进行性能测试，输出性能测试结果；

待托盘上的所有待检芯片均完成丝印ID检测、外观检测和性能测试后，将每一芯片收纳区内待检芯片的丝印ID和芯片ID进行绑定以作为该待检芯片的唯一身份标识，并分别将该待检芯片的唯一身份标识、外观检测结果以及性能测试结果进行入库，以建立芯片检测档案。

2.根据权利要求1所述的一种芯片自动化检测方法，其特征在于：在机械手将托盘从上料区移动至下料区的过程中，按顺序依次进行丝印ID检测、外观检测和性能测试。

3.根据权利要求1所述的一种芯片自动化检测方法，其特征在于：所述外观检测设备包括第二摄像头和第三摄像头，将光源设置为暗光后，通过第二摄像头拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获得上表面图像；以及通过第三摄像头拍摄各个待检芯片的下表面，获得下表面图像。

4.根据权利要求1所述的一种芯片自动化检测方法，其特征在于，由机械手将托盘移动至下料区之后，还执行：

根据各个待检芯片的外观检测结果和性能测试结果由分拣机构将各个待检芯片分拣至对应的分类区域，所述分类区域至少包括良品区域、仅外观不良区域、仅性能不良区域和外观和性能均不良区域。

5.一种芯片自动化检测装置，其特征在于，所述芯片自动化检测装置包括：托盘、机械手、光源、第一摄像头、外观检测设备、测试座和数据库；

所述托盘包括多个镂空设置或由透明材料制成的芯片收纳区，每个芯片收纳区收纳一个待检芯片；

所述机械手，用于将托盘在上料区和下料区之间进行移动；

所述光源设置在所述机械手上，用于输出对待检芯片的照射光线，并能够实现亮光与暗光之间的调节；

所述第一摄像头，用于在所述光源输出高光时拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获取托盘上各个待检芯片在高光下的上表面图像，并对各个待检芯片在高光下的上表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的丝印ID；

所述外观检测设备，设置在所述上料区和所述下料区之间，用于获取托盘上各个待检芯片的上表面图像和下表面图像，并对各个待检芯片的上表面图像和下表面图像进行图像分析处理，输出各个待检芯片的外观检测结果；

所述测试座，设置在所述上料区和所述下料区之间，用于在插电初始化时读取各个待检芯片的芯片ID，并按照预设的测试程序对各个待检芯片进行性能测试，输出性能测试结果；

所述数据库，用于收集所述外观检测设备以及所述测试座输出的丝印ID、外观检测结果、芯片ID以及性能测试结果，将每一芯片收纳区内待检芯片的丝印ID和芯片ID进行绑定以作为该待检芯片的唯一身份标识，并分别将该待检芯片的唯一身份标识、外观检测结果以及性能测试结果进行入库，以建立芯片检测档案。

6.根据权利要求5所述的一种芯片自动化检测装置，其特征在于：所述外观检测设备包括第二摄像头和第三摄像头，

所述第二摄像头，用于在光源输出暗光时拍摄托盘上各个待检芯片的上表面，获取托盘上各个待检芯片的上表面图像；

所述第三摄像头，用于在光源输出暗光时拍摄托盘上各个待检芯片的下表面，获取托盘上各个待检芯片的下表面图像。

7.根据权利要求6所述的一种芯片自动化检测装置，其特征在于：所述第一摄像头和所述第二摄像头分别设置在所述机械手上，且镜头朝向所述托盘的上表面；所述第三摄像头设置在所述托盘的运动轨迹下方，且镜头朝向所述托盘的下表面。

8.根据权利要求6所述的一种芯片自动化检测装置，其特征在于：所述第一摄像头设置在所述机械手上，所述第二摄像头设置在所述托盘的运动轨迹上方，且镜头朝向所述托盘的上表面；所述第三摄像头设置在所述托盘的运动轨迹下方，且镜头朝向所述托盘的下表面。

9.根据权利要求6所述的一种芯片自动化检测装置，其特征在于：还包括分拣机构，所述分拣机构用于根据各个待检芯片的外观检测结果和性能测试结果将各个待检芯片分拣至对应的分类区域，所述分类区域至少包括良品区域、仅外观不良区域、仅性能不良区域和外观和性能均不良区域。

10.根据权利要求6-9任一项所述的一种芯片自动化检测装置，其特征在于，所述机械手包括传动机构和吸盘；

所述吸盘，用于吸附托盘，以实现抓取动作；

所述传动机构，用于将托盘在上料区和下料区之间进行移动。