CN114308699A - 一种高低温环境下芯片的批量化检测线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高低温环境下芯片的批量化检测线，包括：输送线体，沿料盘输送方向依次设有上料、拾取和下料工位；两套检测组件，对称布置在输送线体两侧，包括芯片拾取机械手、检测柜阵列、分料转盘、第一视觉装置；以及料框机械手，用于将空料盘转送至分料转盘上和将分料转盘上的载满芯片的料盘转送至输送线体上，其中，所述检测柜设置有垂直分布的多层检测盒，所述检测盒中设有加热器、抽屉和用于驱动抽屉开闭的直线驱动器，所述抽屉中排布有用于高低温环境下芯片检测的若干芯片检测单元。本检测线能够提供高低温环境测试，检测盒采用垂直空间分布，节省占地面积。设备兼容性好，通过更换检测工装可以兼容不同的电子产品的检测。

Description

一种高低温环境下芯片的批量化检测线

技术领域

本发明涉及芯片检测批量化技术，尤其涉及一种高低温环境下芯片的批量化检测线。

背景技术

已有的芯片检测设备采用二维平铺方式，占地面积大，产能低。

现有的芯片检测功能太过单一，要么只能通电和高温检测，要么只能通电和低温检测，为实现高温检测和低温检测，需要设置不同的检测工位，降低效率。

目前，芯片检测线产品只适应尺寸的芯片检测设备，在芯片尺寸规格改变时，产品兼容性不够。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高低温环境下芯片的批量化检测线，以提高检测产能、节省占地面积和提高检测产品的兼容性。

为此，本发明提供了一种高低温环境下芯片的批量化检测线，包括：输送线体，沿料盘输送方向依次设有上料工位、拾取工位、以及下料工位；两套检测组件，对称布置在输送线体两侧，每套检测组件包括芯片拾取机械手、环绕芯片拾取机械手布置的检测柜阵列、分料转盘、第一视觉装置；以及料框机械手，跨设在输送线体上，用于将拾取芯片后的空料盘转送至分料转盘上，并且将分料转盘上的载满芯片的料盘转送至输送线体上，其中，所述检测柜设置有垂直分布的多层检测盒，所述检测盒中设有加热器、抽屉和用于驱动抽屉开闭的直线驱动器，所述抽屉中排布有用于高低温环境下芯片检测的若干芯片检测单元，所述芯片拾取机械手用于自拾取工位的料盘中拾取芯片，再由视觉装置确认所拾取的芯片位置，然后将芯片置放到打开后的抽屉的芯片检测单元中，并且在芯片经过测试分级后将其转送至分料转盘上相应等级的料盘中。

本检测系统中芯片检测盒采用垂直空间分布，节省占地面积，有效利用设备空间，单位面积内提供更多检测工位。检测盒可以提供高低温环境测试，高低温环境之间可以快速切换，可以满足快速测试要求，提高产能。检测盒采用工装快换的方式，可以兼容多种芯片测试，设备的利用率高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的批量化检测线的平面布局示意图；

图2是根据本发明的输送线体的结构示意图；

图3是根据本发明的分料转盘的结构示意图；

图4是根据本发明的料盘的结构示意图；

图5是根据本发明的芯片拾取机械手的抓手部分的结构示意图；

图6是根据本发明的检测柜的结构示意图；

图7是根据本发明的检测盒的结构示意图；

图8是根据本发明的芯片检测单元的结构示意图；

图9是根据本发明的芯片检测单元中压盖打开的状态图；以及

图10是根据本发明的批量化检测线的立体结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

结合参照图1和图10，本发明的批量化检测线包括：工作台面10、输送线体20、两套检测组件30和30’、料框机械手50。

工作台面10作为输送线体、两套检测组件和料框机械手的安装基础，其四周设有围板(图中未示出)。

结合参照图1和图2，输送线体20沿料盘输送方向依次设有上料工位21、拾取工位22、以及下料工位23。

拾取工位22上设有止挡气缸221、顶升气缸222、高度止挡限位块223。

两套检测组件对称布置在输送线体两侧，每套检测组件包括芯片拾取机械手31、环绕芯片拾取机械手布置的检测柜阵列32、分料转盘33、以及第一视觉装置34。

料框机械手50跨设在输送线体20上，用于将拾取芯片后的空料盘40’转送至分料转盘330上，并且将分料转盘330上的满载芯片的料盘40”转送至下料工位23上。

结合参照图3和图4，料盘40具有一定的厚度，其顶面阵列排布有若干芯片穴位41，左右两端面设有托槽42，顶面四角设有导柱43，相应地料盘底面四角上设置有叠孔44，上下两料盘的叠孔和导柱可插接在一起。

料盘在本检测线中的流转过程如下：

装有待检芯片的料盘40在上料工位上料，支撑在输送面上，沿输送线体长度方向输送，经过拾取工位时，料盘40被止挡气缸221止挡、再由顶升气缸222顶升，料盘40脱离输送面并且由两侧的高度止挡限位块223对料盘进行止挡限位，此时料盘40中阵列排布的芯片穴位41暴露在外，以供芯片拾取机械手31从中拾取芯片60。

芯片60被拾取后的空料盘40’返回输送面上，继续向下游输送，然后由料框机械手将空料盘40’转移至分料转盘33上和将分料转盘33上按照分级存放的满料盘40”转送至下料工位23。在此过程中，分料转盘33配合转动，以方便料框机器人在特定位置取放料盘和芯片拾取机械手在特定位置置放芯片。

该输送线体20的输送面由平行间隔布置的两条输送皮带26构成，输送皮带26与外侧边框27平行间隔布置。

在该输送线体20上沿料盘输送方向还设置有位于上料工位21下游的第一料盘积放工位24和位于拾取工位22下游的第二料盘积放工位25。

第一料盘积放工位和第二料盘积放工位用于输送线体各工序节拍协调，使输送线体上各工序有序顺畅执行，避免堵线或空闲。

第一料盘积放工位24用于积放来自上料工位的新料盘40，第二料盘积放工位25用于积放来自拾取工位的空料盘40’。料盘积放工位有两种作用，一种是将下游工位来不及处理的料盘叠加垒放在一起，另一种是将叠加垒放后的料盘逐一释放。

第一和第二料盘积放工位上设置的积放机构相同，该积放机构包括止挡气缸241、双行程顶升气缸242、托架气缸243。

料盘垒放动作如下：首先由止挡气缸241对来自上游的料盘进行止挡，然后由顶升气缸242将整个料盘从输送线体上抬起，两边的托架气缸的托板244伸出、插入料盘两端的托槽42中，托住在空中的料盘。

接下来顶升气缸242下降，输送线体20流入下一个料盘，顶升油缸242再抬起，同时接住在悬空的料盘，托架气缸243缩回，顶升气缸242再上升一个料盘厚度，托架气缸243再伸出接住料盘架。重复该动作，实现多个料盘叠放。叠放后的料盘释放动作是叠放时的动作流程的逆过程。

结合参照图1和图5，料盘40中的芯片由芯片拾取机械手31来拾取，该芯片拾取机械手上设有用于识别料盘中有无芯片的第二视觉装置311和若干芯片吸嘴312，若干芯片吸嘴312各自由独立的气缸313驱动、实现取放料。

优选地，该机械手具有C型安装座，第二视觉装置311在C型安装座上居中布置，两排吸嘴312以第二视觉装置为中心对称布置在C型安装座上。

在本发明中，芯片的抓取采用机械手配合视觉检测，精度高，来料工装可以简化。另外，机械手的采用，可以兼容不同形式的空间布局结构，更加柔性化，智能化。

芯片拾取机器手的动作流转过程如下：

芯片拾取机械手移动至拾取工位，由第二视觉装置311确定料盘中产品有无，若有芯片则拾取，在料盘中拾取芯片后，再途径第一视觉装置34，第一视觉装置34会对抓取的芯片进行拍照，通过提取提前设定的特征进而可以读取芯片位置，然后给机械手控制器发信号。

控制器将读取的位置数据与目标数据比对，给机械手一个动作指令，机械手调整到合适的位置，将芯片放置到打开后的抽屉的各芯片检测工装中，在芯片测试分级后将其转送至分料转盘上相应分级的料盘中，其中分料转盘配合转动，将相应分级的料盘转动至机械手的芯片释放位置。

结合参照图1和图6，芯片的检测过程在检测柜32的检测盒320中完成。检测柜设置有垂直分布的多层检测盒。通过检测盒的垂直分布，单位面积内提供更多检测工位，实现节省设备占地面积，提高设备空间利用率的效果。

各检测盒320中设置有抽屉321和用于驱动抽屉开闭的直线驱动器例如伸缩气缸322，抽屉能够伸缩，当需要取放料时，伸缩气缸将抽屉伸出，当需要检测时，伸缩气缸缩回，关闭检测盒，进入检测程序。

结合参照图6至图9，检测盒320内壁设有保温材料层，其顶部和/或底部设有由电加热管盘绕构成的电加热器323。

抽屉321中排布有若干芯片检测单元，每个芯片检测单元主要由芯片检测工装324、压盖325和压盖驱动机构326构成。芯片检测工装324为快换工装。

检测盒采用工装快换的方式，可以兼容多种芯片测试，设备的利用率高。

芯片检测工装324具有定位盛放芯片的治具3241，压盖325上安装有半导体制冷片327，以对芯片直接制冷。

多个芯片在检测盒中先由半导体制冷片327对芯片直接制冷至设定低温，然后由电加热器323加热至设定高温，测试完成后，抽屉打开由空气对检测盒降温。

在一优选实施中，检测柜阵列32包括环绕芯片拾取机械手布置的三个检测柜，每个检测柜有上下五层检测盒320，每个检测盒的抽屉中设有前后两排检测单元，前排检测单元和后排检测单元交错排列，进而提高了检测产能。

本检测盒可以提供高低温环境测试，高低温环境之间可以快速切换，可以满足快速测试要求，提高产能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高低温环境下芯片的批量化检测线，其特征在于，包括：

输送线体，沿料盘输送方向依次设有上料工位、拾取工位、以及下料工位；

两套检测组件，对称布置在输送线体两侧，每套检测组件包括芯片拾取机械手、环绕芯片拾取机械手布置的检测柜阵列、分料转盘、第一视觉装置；以及

料框机械手，跨设在输送线体上，用于将拾取芯片后的空料盘转送至分料转盘上，并且将分料转盘上的载满芯片的料盘转送至输送线体上，

其中，所述检测柜设置有垂直分布的多层检测盒，所述检测盒中设有加热器、抽屉和用于驱动抽屉开闭的直线驱动器，所述抽屉中排布有用于高低温环境下芯片检测的若干芯片检测单元，

所述芯片拾取机械手用于从拾取工位的料盘中拾取芯片，在途径第一视觉装置时确认所拾取的芯片位置，然后将芯片置放到打开后抽屉的芯片检测单元中，并且在芯片经过测试分级后将其转送至分料转盘上相应等级的料盘中。

2.根据权利要求1所述的高低温环境下芯片的批量化检测线，其特征在于，所述芯片检测单元主要由芯片检测工装和芯片压盖组件构成，其中，所述芯片检测工装为快换工装。

3.根据权利要求1所述的高低温环境下芯片的批量化检测线，其特征在于，所述制冷器为设置在芯片压盖上的半导体制冷片，其中，芯片在检测盒中先由半导体制冷片对芯片制冷至设定低温，再由加热器加热至设定高温，测试完成后抽屉打开由空气降温。

4.根据权利要求1所述的高低温环境下芯片的批量化检测线，其特征在于，所述加热器为设置在检测盒内顶部和/或底部的电加热器。

5.根据权利要求1所述的高低温环境下芯片的批量化检测线，其特征在于，每个检测盒的抽屉中设有前后两排芯片检测单元，其中，前排芯片检测单元和后排芯片检测单元交错排列。

6.根据权利要求1所述的高低温环境下芯片的批量化检测线，其特征在于，所述芯片拾取机械手用于一次性拾取多枚芯片，包括若干吸嘴和用于识别料盘中有无芯片的第二视觉装置，其中，若干吸嘴各自由独立的气缸驱动。

7.根据权利要求1所述的高低温环境下芯片的批量化检测线，其特征在于，还包括在输送线体上沿料盘输送方向位于上料工位下游的第一料盘积放工位和位于拾取工位下游的第二料盘积放工位。

8.根据权利要求1所述的高低温环境下芯片的批量化检测线，其特征在于，所述输送线体的输送面由平行间隔布置的两条输送皮带构成，其中，输送皮带与外侧边框平行间隔布置。

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