CN114894812B - 一种基于aoi检测的接驳工装及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AOI检测的接驳工装及检测系统，包括接驳模块、AOI检测模块，接驳模块通过移载机构将载台移送至顶升平台所在的上方；载台上矩阵式分布有贯穿孔，位于贯穿孔所在的上端面承载有基板；通过伺服直线模组将移载机构及载台整体移动至AOI检测模块所在的下端面；顶升平台对位于贯穿孔上的基板进行顶升并脱离载台表面；AOI检测模块的支座整体固定，分别通过X轴直线电机模组与Y轴直线电机模组实现检测模组在X、Y两个方向的调整，直至检测模组对准位于载台上的基板，并启动对基板进行逐个检测，将检测结果输出。本发明有效避免人工测量的人为误差，提高检测精度，大幅度提高产品的合格率及生产效率。

Description

一种基于AOI检测的接驳工装及检测系统

技术领域

本发明属于检测设备技术领域，具体涉及一种基于AOI检测的接驳工装及检测系统。

背景技术

半导体芯片生产中，由于工序较多，可以分为点胶、贴合、固化、保压等多个工序。

在中国专利CN202111674672.7中公开了一种芯片生产装配系统及装配方法，在该装置中记载有，第二机械手包括第二移载机构及第二旋转吸取结构，第二旋转吸取机构设置在第二移载机构上，第二移载机构带动第二旋转吸取结构移动；第二移载机构的结构与第一移载机构的结构基本相同，第二旋转吸取结构包括转轴固定板、驱动电机、多个吸嘴升降旋转组，所述转轴固定板设置在第二移载机构的Z轴滑块上，驱动电机设置在转轴固定板上，转轴固定板连接多个吸嘴升降旋转组。

虽然现有技术对芯片基板转运之前会有相机模组进行拍照定位，但是由于芯片基板为单独独立的个体，每组芯片位置均有一组独立的吸嘴吸附转运，这种吸取转运后再承放的方式，是从上而下的吸附，会造成芯片在下一工序的相对位置发生偏移，对于较为精密测试环节依然受到影响。

另一种接驳机构在中国专利CN201620086818.4中公开了一种自动贴导电膜机有类似记载，即通过在进行前、后端载台设备衔接时，功能单一，接、送料位置固定，仅通过接驳装置将载有基板的载台转运至指定位置，这种结构的精度无法满足实际的生产，更没有关于顶升定位及检测系统的设置与记载，无法检测产品来料及出料状态，批量生产时，会造成产品良率低下及物料浪费。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于AOI检测的接驳工装及检测系统，解决了现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于AOI检测的接驳工装，包括接驳模块、AOI检测模块，所述接驳模块包括移载机构、伺服直线模组、顶升平台，通过移载机构将上一个工序的载台移送至顶升平台所在的上方；

所述载台上矩阵式分布有贯穿孔，并位于贯穿孔所在的上端面承载有基板；

通过所述伺服直线模组将移载机构及载台整体移动至AOI检测模块所在的下端面；

所述顶升平台对位于贯穿孔上的基板进行顶升并脱离载台表面，使基板相对于载台表面处于悬空；

所述AOI检测模块包括检测模组、X轴直线电机模组、Y轴直线电机模组、支座，所述支座整体固定，同时分别通过X轴直线电机模组与Y轴直线电机模组实现检测模组在X、Y两个方向的调整，直至检测模组对准位于载台上的基板，并启动对基板进行逐个检测，将检测结果输出。

进一步的，所述移载机构所在的两侧设置有对称的传输带，同时传输带所在的上边沿与移载机构所在的内边沿之间预留有间隙，使载台所在的两侧位置限位于预留的间隙之间，并随传输带的传输方向传动。

进一步的，所述移载机构所在传输方向的端部设置有到位气缸，通过限位到位气缸的升降控制载台的限位与传输。

进一步的，所述移载机构所在输出方向的端部设置有到位检测组件，通过到位检测组件检测位于移载机构上的载台是否传输到位。

进一步的，所述顶升平台所在的上端面矩阵式分布有吸气平台，并使得每组吸气平台均与到位后载台的贯穿孔相互适配，通过吸气平台的顶升作业对位于贯穿孔上端面承载的基板同步实现顶升；

同时位于顶升平台所在的下方位置设置有独立驱动的水平调节组件。

进一步的，位于所述贯穿孔所在的边沿设置有向上伸出的限位柱，使基板的承载被限定与限位柱所围成的区域范围内。

进一步的，所述检测模组包括相机组件、镜头组件、光源组件，通过光源组件对位于载台上的基板进行补光照明，所述镜头组件对相机组件所拍摄区域进行影像放大，将采集的影像数据传输给检测系统中进行评判比较，并输出检测结果。

进一步的，位于检测模组所在下方位置设置离子风机，通过离子风机对位于载台上的基板表面去静电。

所述的基于AOI检测的接驳工装的检测方法，包括以下步骤：

S1、首先将上一个工序完成贴合的基板通过载台被传输到移载机构上，当位于移载机构上的到位检测组件检测到载台达到指定位置后，即停止传输带的传输；

S2、通过伺服直线模组驱动载有载台的移载机构移动至AOI检测模块所在的下方位置；

S3、随后启动顶升平台，使顶升平台上端面的吸气平台穿过载台所在的贯穿孔，并对位于贯穿孔上端面的基板进行顶升并脱离载台表面，使基板相对于载台表面处于悬空；

S4、开启离子风机对载台上的基板进行去静电操作，再分别通过X轴直线电机模组与Y轴直线电机模组实现检测模组在X、Y两个方向的调整，并使检测模组对准位于载台上承载的基板；

S5、打开光源组件，并通过相机组件拍摄对准位置的基板投影面影像信息，将该影像信息传输至控制系统，控制系统通过比对植入合格的影像，随后移动检测模组完成载台其他基板的检测，并给出载台上基板位置的散热盖贴合是否合格的信号指令；

S6、检测合格后，顶升平台复位，基板落入至载台的承载区域，再通过伺服直线模组将载有检测合格的基板及载台接驳至下一个工序。

本发明的有益效果：

1、本装置通过接驳模块的设置，可以实现对于载台的来料以及出料控制，配合顶升平台的设置，实现载台上的基板在进入检测装置前，对基板整体悬空式抬升，并精准匹配检测位置，避免造成在转运时的位置偏差影响检测精度控制。

2、本装置通过AOI检测模块的设置，可用于检测多种基板产品的偏移以及基板平整度的检测，对检测基板实现全自动闭环运行全检，完全替代人工手动检测，有效避免人工测量的人为误差，提高检测精度，大幅度提高产品的合格率及生产效率，避免因产品的不良造成的物料浪费。

3、本装置采用的检测方法，可以一次性将载台上的基板检测完成后，直接显示基板所对应的相对位置检测是否合格，在提高检测效果的同时，能够方便操作人员根据提示对不合格的载台进行集中处理并根据指定位置寻找出不合格的基板，检测合格的载台会被输送至下一个工序。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的接驳模块结构示意图；

图3是本发明实施例的接驳模块中A处部分结构示意图；

图4是本发明实施例的载台整体结构示意图；

图5是本发明实施例的载台承载状态结构示意图；

图6是本发明实施例的顶升平台顶升前状态截面结构示意图；

图7是本发明实施例图6中B处部分结构示意图；

图8是本发明实施例的顶升平台顶升后状态截面结构示意图；

图9是本发明实施例8中C处部分结构示意图；

图10是本发明实施例的AOI检测模块结构示意图；

图11是本发明实施例的AOI检测模块中检测模组结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本发明实施例提供一种基于AOI检测的接驳工装，包括接驳模块1、AOI检测模块2，接驳模块1包括移载机构11、伺服直线模组12、顶升平台13，通过移载机构11将上一个工序的载台3移送至顶升平台13所在的上方，伺服直线模组12用于将移载机构11及载台3整体移动至AOI检测模块2所在的下端面。

如图3所示，移载机构11所在的两侧设置有对称的传输带111，同时传输带111所在的上边沿与移载机构11所在的内边沿之间预留有间隙，使载台3所在的两侧位置限位于预留的间隙之间，并随传输带111的传输方向传动，即当载台3所在的前端部接触到传输带111位置，因为传输带111本身的摩擦力，会带动载台3随着传输带111的传输方向传动，直至载台3所在前端部的位置接触到位于移载机构11前端部的到位气缸112（此时到位气缸112处于抬升状态），从而限制载台3在传输方向上继续传输。

同时移载机构11所在输出方向的端部设置有到位检测组件113，用于检测载台3是否传输到位，当到位检测组件113检测到载台3前端部位置时，则发出信号，并使顶升平台13工作，当到位检测组件113未检测到载台3前端部位置时（即此时移载机构11上没有承载载台3），则发出报警信号，设备停止下一个工序运转，直至有新的载台3被传输在移载机构11上（且新的载台3位于顶升平台13所在的上方位置）。

如图4、图5所示，载台3上矩阵式分布有贯穿孔31（为上下部贯穿设置），同时每组贯穿孔31所在的载台3上表面周边均布有限位柱311。

如图6、图7所示，顶升前，多组限位柱311位于贯穿孔31所在的外周形成相互独立的承载区域，在该承载区域内用于承载基板4，此时基板4所在上表面的最高高度低于限位柱311所在的高度，当载台3被传输到位在移载机构11上时，此时位于顶升平台13上端面矩阵式分布的吸气平台131位于载台3所在的贯穿孔31的下方位置（此时的吸气平台131均位于贯穿孔31所在的下方同步位置，即每组吸气平台131对应一组贯穿孔31，无需精准匹配，仅需吸气平台131能穿过贯穿孔31即可）。如图8、图9所示，顶升时，顶升平台13带动吸气平台131抬升，通过吸气平台131穿过位于载台3上的贯穿孔31对基板4进行顶升作业（即基板4脱离与载台3的表面接触，使基板4相对于载台3处于悬空状态度，同时吸气平台131从底部对基板4进行负压吸附作业，防止顶升时造成的偏转错位），顶升时，为了防止基板4从载台3上脱落，其基板4抬升时底部高度略低于限位柱311所在的高度，这样位于基板4上端面的盖板通过AOI检测模块2拍照检测时不受到载台3所在的限位柱311影响。移载机构11的驱动重复定位精度≤0.005mm，绝对精度≤0.01mm。

随后位于顶升平台13所在的下方位置设置有独立驱动的水平调节组件132，通过水平调节组件132对位于顶升平台13上端部的基板4进行水平位置的调整，在装配和加工的累计误差存在的情况下，能保证吸气平台131和AOI检测模块2中的检测模组21轨迹平行。

如图10、图11所示，AOI检测模块2包括检测模组21、X轴直线电机模组22、Y轴直线电机模组23、支座24，支座24整体固定，同时分别通过X轴直线电机模组22与Y轴直线电机模组23实现检测模组21在X、Y两个方向的调整，直至检测模组21对准位于载台3上的基板4，位于检测模组21所在下方位置设置离子风机25，在进行检测前，通过离子风机25对位于载台3上的基板4表面去静电。

检测模组21包括相机组件211、镜头组件212、光源组件213，通过光源组件213对位于载台3上的基板4进行补光照明（全局相机和低角度环形光源组合的模式，以增加光照强度即识别性），镜头组件212对相机组件211所拍摄区域进行影像放大，可以采用双倍焦距镜头，能够兼容多款基板产品，用于检测多种基板产品的偏移（一般可控制盖板所在的投影面面积偏移基板4投影面面积不超过0.2mm，精度极高），相机组件211采用Smartray激光检测的方式，检测基板产品的平整度，将采集的影像数据传输给检测系统中进行评判比较，并输出检测结果。

在对一组基板4检测完成后，通过X轴直线电机模组22、Y轴直线电机模组23调整检测模组21的相对位置，对其他剩余基板4进行逐个检测，直至全部完成检测后，输出整个载台3上基板4对应位置的检测结果。

基于AOI检测的接驳工装的检测方法，包括以下步骤：

S1、首先将上一个工序完成贴合的基板4（即此时基板4上表面贴附有散热盖）通过载台3被传输到移载机构11上，当位于移载机构11上的到位检测组件113检测到载台3达到指定位置后（即被到位气缸112限位所在的位置），即停止传输带111的传输。

S2、通过伺服直线模组12驱动载有载台3的移载机构11移动至AOI检测模块2所在的下方位置。

S3、随后启动顶升平台13，使顶升平台13上端面的吸气平台131穿过载台3所在的贯穿孔31，并对位于贯穿孔31上端面的基板4进行顶升并脱离载台3表面，使基板4相对于载台3表面处于悬空状态，每组基板4所在的底部均有独立设置的吸气平台131进行吸附固定，同时位于顶升平台13下方的水平调节组件132，可以调节顶升平台13所在上表面（即吸气平台131所在吸附时的上表面）保持水平状态，以保证吸气平台131和AOI检测模块2中的检测模组21轨迹平行。

S4、开启离子风机25对载台3上的基板4进行去静电操作，再分别通过X轴直线电机模组22与Y轴直线电机模组23实现检测模组21在X、Y两个方向的调整，并使检测模组21对准位于载台3上承载的第一组基板4，准备进行检测工序。

S5、打开光源组件213，并通过相机组件211拍摄对准位置的基板4投影面影像信息，将该影像信息传输至控制系统，控制系统通过比对植入合格的影像信息，并作出判断，随后移动检测模组21完成载台3上其他基板4的检测，随后给出载台3上基板4位置的散热盖（散热盖附着于基板4所在的上表面，在图中未具体画出）贴合是否合格的信号指令，即根据载台3所在贯穿孔31的相对位置显示基板4所对应位置贴合是否合格的显示信息（因贯穿孔31与基板4所在的位置一一对应），然后工作人员根据显示合格的信息判断整个载台3上基板4是否可以继续用于下一个工序的工作。

S6、对于载有检测合格基板4的载台3，顶升平台13复位（吸气平台131放气下降脱离与基板4的接触），基板4落入至载台3上限位柱311所围成的承载区域，再通过伺服直线模组12将载有检测合格的基板4及载台3接驳至下一个工序，此时位于移载机构11前端部的到位气缸112下降，传输带111继续传输载有基板4的载台3传输至下一个工位，且自身为下一次的检测做准备。载台3的来料以及出料均位于接驳模块1上完成，提高了接驳效率以及精准性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种基于AOI检测的接驳工装，包括接驳模块(1)、AOI检测模块(2)，其特征在于，所述接驳模块(1)包括移载机构(11)、伺服直线模组(12)、顶升平台(13)，通过移载机构(11)将上一个工序的载台(3)移送至顶升平台(13)所在的上方；

所述顶升平台(13)所在的上端面矩阵式分布有吸气平台(131)，并使得每组吸气平台(131)均与到位后载台(3)的贯穿孔(31)相互适配，通过吸气平台(131)的顶升作业对位于贯穿孔(31)上端面承载的基板(4)同步实现顶升；

同时位于顶升平台(13)所在的下方位置设置有独立驱动的水平调节组件(132)；

所述载台(3)上矩阵式分布有贯穿孔(31)，并位于贯穿孔(31)所在的上端面承载有基板(4)；

通过所述伺服直线模组(12)将移载机构(11)及载台(3)整体移动至AOI检测模块(2)所在的下端面；

所述顶升平台(13)对位于贯穿孔(31)上的基板(4)进行顶升并脱离载台(3)表面，使基板(4)相对于载台(3)表面处于悬空；所述AOI检测模块(2)包括检测模组(21)、X轴直线电机模组(22)、Y轴直线电机模组(23)、支座(24)，所述支座(24)整体固定，同时分别通过X轴直线电机模组(22)与Y轴直线电机模组(23)实现检测模组(21)在X、Y两个方向的调整，直至检测模组(21)对准位于载台(3)上的基板(4)，并启动对基板(4)进行逐个检测，将检测结果输出。

2.根据权利要求1所述的基于AOI检测的接驳工装，其特征在于，所述移载机构(11)所在的两侧设置有对称的传输带(111)，同时传输带(111)所在的上边沿与移载机构(11)所在的内边沿之间预留有间隙，使载台(3)所在的两侧位置限位于预留的间隙之间，并随传输带(111)的传输方向传动。

3.根据权利要求2所述的基于AOI检测的接驳工装，其特征在于，所述移载机构(11)所在传输方向的端部设置有到位气缸(112)，通过限位到位气缸(112)的升降控制载台(3)的限位与传输。

4.根据权利要求1所述的基于AOI检测的接驳工装，其特征在于，所述移载机构(11)所在输出方向的端部设置有到位检测组件(113)，通过到位检测组件(113)检测位于移载机构(11)上的载台(3)是否传输到位。

5.根据权利要求1所述的基于AOI检测的接驳工装，其特征在于，位于所述贯穿孔(31)所在的边沿设置有向上伸出的限位柱(311)，使基板(4)的承载被限定与限位柱(311)所围成的区域范围内。

6.根据权利要求1所述的基于AOI检测的接驳工装，其特征在于，所述检测模组(21)包括相机组件(211)、镜头组件(212)、光源组件(213)，通过光源组件(213)对位于载台(3)上的基板(4)进行补光照明，所述镜头组件(212)对相机组件(211)所拍摄区域进行影像放大，将采集的影像数据传输给检测系统中进行评判比较，并输出检测结果。

7.根据权利要求6所述的基于AOI检测的接驳工装，其特征在于，位于检测模组(21)所在下方位置设置离子风机(25)，通过离子风机(25)对位于载台(3)上的基板(4)表面去静电。

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于AOI检测的接驳工装的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先将上一个工序完成贴合的基板(4)通过载台(3)被传输到移载机构(11)上，当位于移载机构(11)上的到位检测组件(113)检测到载台(3)达到指定位置后，即停止传输带(111)的传输；

S2、通过伺服直线模组(12)驱动载有载台(3)的移载机构(11)移动至AOI检测模块(2)所在的下方位置；

S3、随后启动顶升平台(13)，使所述顶升平台(13)上端面的吸气平台(131)穿过载台(3)所在的贯穿孔(31)，并对位于贯穿孔(31)上端面的基板(4)进行顶升并脱离载台(3)表面，使基板(4)相对于载台(3)表面处于悬空；

S4、开启离子风机(25)对载台(3)上的基板(4)进行去静电操作，再分别通过X轴直线电机模组(22)与Y轴直线电机模组(23)实现检测模组(21)在X、Y两个方向的调整，并使检测模组(21)对准位于载台(3)上承载的基板(4)；

S5、打开光源组件(213)，并通过相机组件(211)拍摄对准位置的基板(4)投影面影像信息，将该影像信息传输至控制系统，控制系统通过比对植入合格的影像，随后移动检测模组(21)完成载台(3)其他基板(4)的检测，并给出载台(3)上基板(4)位置的散热盖贴合是否合格的信号指令；

S6、检测合格后，顶升平台(13)复位，基板(4)落入至载台(3)的承载区域，再通过伺服直线模组(12)将载有检测合格的基板(4)及载台(3)接驳至下一个工序。

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