CN114899124A - 芯片自动剥离、光学检测一体系统及芯片检测流程 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种芯片自动剥离、光学检测一体系统，包括沿送料方向依次设置的料片周转单元、待测芯片获取单元、中转组件和自动光学检测单元；所述料片周转单元与所述待测芯片获取单元之间设置有料片上下机构。通过所述待测芯片获取单元、所述中转组件能够按顺序衔接铁环蓝膜料片的输送、芯片的流转检测，能够一体化实施从铁环蓝膜料片到芯片检测的各个工序，设备集成度高、工时利用率高，有利于提高生产线的整体效率、提升自动化生产水平。本发明还提供的一种芯片检测流程因采用本发明的芯片自动剥离、光学检测一体系统实施而具有相应优势。

Description

芯片自动剥离、光学检测一体系统及芯片检测流程
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域，尤其涉及一种芯片自动剥离、光学检测一体系统及相应的芯片检测流程。
背景技术
半导体制造工艺步骤复杂，涉及各种机器设备。随着半导体制造精密度的提高，对芯片的制造效率要求及良率要求也越来越高，传统的人工目检除了劳动强度高、效率低，还有检测结果不客观。因此目前基本都要采用自动光学检测（Automated OpticalInspection，AOI）。
现有技术中进行芯片自动光学检测过程中通过不同的设备独立完成，以MicroLED自动检测全流程为例，一般的做法中磨片后将整洁干净的晶圆粘贴在晶圆切割膜（蓝膜）上，还需要用到晶圆铁环来支撑蓝膜，让晶圆不被外界撞击到。在制造过程中，前道完成晶圆的切割后，芯片间隙很小，常规的吸附设备无法直接从蓝膜上取芯片，设计特殊抓取设备一方面由于精度要求极高研发难度大、周期长、成本巨大，另一方面也无法保证取出芯片时没有损伤。即使从蓝膜上取出了芯片也不能直接用于检测，因为自动光学检测需要检测芯片发光面，从蓝膜上取出的芯片是背面朝上的，所以不能直接检测。现有的检测方式为分段式单机工作，先从铁环蓝膜上取出切割好的芯片放到Tray盘内，再将Tray盘料转移到检测工作区，从Tray盘取出芯片进行检测。各工序相分离，各自实施，由不同的设备分别完成各自的工序后通过人工介入芯片分类。可知各个工序不能流畅地衔接，自动化程度不彻底。现有的做法中从蓝膜上取芯片到自动光学检测的整体工时至少是多个相互独立设备各自工时的累加，每个步骤的节拍时间无法统筹安排，效率难以提高，且设备故障率高、维修不便且操控繁琐。当企业需要占用空间小、且能够一体不间断实施从蓝膜上取芯片自动光学检测全过程的生产线时，现有的检测设备无法满足并且现有的检测方式存在检测全流程工时难以进一步缩短的瓶颈，这限制了制造企业的发展。
发明内容
本发明是为解决上述现有技术的全部或部分问题，本发明一方面提供了一种芯片自动剥离、光学检测一体系统，适用于从铁环蓝膜上取芯片并完成自动光学检测。本发明的另外一个方面提供了一种芯片检测流程，采用本发明的芯片自动剥离、光学检测一体系统进行。
本发明一方面提供的一种芯片自动剥离、光学检测一体系统，包括沿送料方向依次设置的料片周转单元、待测芯片获取单元、中转组件和自动光学检测单元；所述料片周转单元与所述待测芯片获取单元之间设置有料片上下机构；存放铁环蓝膜料片的料盒在所述料片周转单元上装载，铁环蓝膜料片通过所述料片上下机构实现在所述料片周转单元与所述待测芯片获取单元之间的移载；所述待测芯片获取单元用于将待测芯片从铁环蓝膜料片上取出并翻转；所述中转组件包括沿送料方向依次设置的第一移载机构、中转平台和第二移载机构；所述第一移载机构用于从所述待测芯片获取单元中将翻转的待测芯片取放至所述中转平台；所述第二移载机构用于将所述翻转的待测芯片从所述中转平台流转至所述自动光学检测单元。
通过所述待测芯片获取单元将铁环蓝膜料片上的待测芯片取出并翻转可以直接供后段进行光学检测，通过所述料片上下机构、所述中转组件完整的衔接从铁环蓝膜料片上下，取出并翻转待测芯片的流传送料，能够一体化实施从铁环蓝膜料片到芯片检测的各个工序，设备集成度高、工时利用率高，为企业进一步完善工艺流程提高生产线的整体效率、提升自动化生产带来的经济效益提供了可行的解决方案。
所述芯片自动剥离、光学检测一体系统还包括位于所述自动光学检测单元输出端的芯片分类输出单元；所述芯片分类输出单元包括收集部件和分拣下料机构；所述收集部件包括并列分布的存放有若干堆叠托盘的至少两个第一Tray盘架；所述分拣下料机构位于所述自动光学检测单元与所述收集部件之间，用于取出检测完成的芯片，并根据检测结果将所述芯片放至不同的所述第一Tray盘架上的Tray盘中。通过所述芯片分类输出单元能够有所述分拣下料机构与所述自动光学检测单元的输出端衔接，连续实施芯片的分拣工序，最终直接从不同的第一Tray盘架上输出已经按照检测结果不同分类收集好的芯片，进一步芯片自动检测全流程的一体化程度。
所述收集部件还包括：与所述第一Tray盘架并列分布的第二Tray盘架、位于所述第一Tray盘架和所述第二Tray盘架旁侧的Tray盘切换机构；所述第二Tray盘架用于放置备用的空Tray盘，所述Tray盘切换机构用于将所述备用的空Tray盘送至所述第一Tray盘架。
所述芯片自动剥离、光学检测一体系统设置有机体罩壳，所述机体罩壳在送料方向的起始端设有至少一个料盒上下位，在送料方向的末端设有芯片收集位和空Tray盘进入位；所述第一Tray盘架上的Tray盘通过所述芯片收集位输出，通过所述空Tray盘进入位将空Tray盘装载至所述第二Tray盘架。通过设置机体罩壳将各个单元集成在所述机体罩壳内，一方面能便于满足铁环蓝膜料片流转中无尘化的需求，另一方面集成度高更有利于企业配置所述芯片自动剥离、光学检测一体系统。
所述待测芯片获取单元包括：扩膜机构、对位移动机构、芯片顶升机构和翻转取芯片机构；所述扩膜机构用于固定蓝膜铁环料片并将蓝膜上的多个待测芯片相互分离；所述对位移动机构与所述扩膜机构连接，驱动所述扩膜机构将所述待测芯片与所述芯片顶升机构对位；所述芯片顶升机构设置于所述扩膜机构下方，用于将待测芯片顶起；所述翻转取芯片机构设置于所述扩膜机构上方，与所述芯片顶升机构配合将待测芯片从蓝膜上取出，并翻转所述待测芯片。通过所述扩膜机构、所述对位移动机构、所述芯片顶升机构与所述翻转取芯片机构配合能够自动完成铁环蓝膜料片的承接、扩膜、取芯片、翻面待测，准确高效的将待测芯片从蓝膜上取出直接提供所述自动光学检测单元进行检测。
所述第一移载机构包括升降部件、旋转部件和取放部件；所述升降部件驱动所述取放部件升降；所述旋转部件驱动所述取放部件旋转；所述取放部件包括取放臂、设置于所述取放臂两端的吸附部。
所述自动光学检测单元包括芯片移载台、检测模组、第三移载机构；所述检测模组有多台沿直线并列分布在所述芯片移载台的旁侧；所述第三移载机构位于所述芯片移载台与检测模组之间；所述芯片移载台用于流转待测芯片及输出所述检测完成的芯片；所述第三移载机构用于将所述待测芯片送至所述检测模组进行自动光学检测，并将检测完成的芯片送至所述芯片移载台。通过设置芯片移载台能够配置多个检测工位，流转多个待测芯片至不同的检测工位同步检测，有利于进一步提高检测效率。
所述芯片移载台有两台，对称设置在送料方向上的两侧。
所述检测模组包括三轴伺服平台、设置在所述三轴伺服平台上的检测部件；所述三轴伺服平台上设置有压接机构和芯片治具，所述压接机构用于将所述待测芯片固定在所述芯片治具；芯片通过所述第三移载机构实现在所述芯片移载台与所述芯片治具之间移载。
所述料片周转单元包括料盒支撑部件和料盒切换机构；所述料盒支撑部件至少能承载两个料盒；所述料盒切换机构与所述料盒支撑部件传动连接，带动所述料盒支撑部件切换位于工作位的料盒；所述料盒上下位至少有两个，其中一个所述料盒上下位与所述工作位对应设置。
通过所述料盒支撑部件与所述料盒切换机构相配合可以切换所述料盒支撑部件承载的至少两个料盒中处于所述工作位的料盒，大幅延长了料盒更换操作的周期，操作人员不用时刻保持在岗等待更换料盒，可以长时间离开，可以在所述料盒支撑部件承载的全部料盒都完成上下料后再来更换，有效提高了操作人员的机动性，利用生产资源的优化配置、降低人工成本、提高单人产出。此外，由于操作人员一次可以更换多个料盒，并且不需要频繁更换，减少了停机次数，多个料盒能够切换进行不间断的上下料工作也减少了人员上下料而造成停机等待时间。设置至少两个所述料盒上下位便于操作人员从不同位置更加灵活的更换料盒，进一步减少停机等待时间、利于提高生产线的产能。
所述中转平台包括转盘、设置在所述转盘底部的旋转机构、设置在转盘表面至少一对关于转盘中心呈中心对称的料槽治具，所述料槽治具设置有若干料槽；所述旋转机构驱动所述转盘以转盘中心为旋转中心步进式旋转180°，切换所述料槽治具。通过所述旋转机构切换已经取料完成的空料槽至存放芯片的工作位置用于接收所述取放臂转运的待测芯片，同时与该空料槽关于转盘中心对称的已经存放满待测芯片的料槽也被切换到转移芯片的工作位置由所述第三移载机构取料，所述料槽治具可连续旋转切换，达到不间断移载芯片目的，且可统筹利用人员对料片周转单元进行更换料盒时停机等待的空档时间进行后段自动光学检测。
本发明另一方面提供的芯片检测流程，采用本发明一方面的芯片自动剥离、光学检测一体系统不间断地进行各工序，所述工序包括：铁环蓝膜料片周转工序；待测芯片剥离工序；自动光学检测工序；所述待测芯片剥离工序包括：步骤S1.承接并固定铁环蓝膜料片，进行扩膜；步骤S2.工业相机对位，将待测芯片移动至芯片顶升机构上方，由所述芯片顶升机构顶起；步骤S3.将所述待测芯片取出并翻转；所述自动光学检测工序包括：移载所述步骤S3翻转的待测芯片至检测工位进行自动光学检测。
芯片检测流程启动后从铁环蓝膜料片上剥离待侧芯片直接进行自动光学检测，从铁环蓝膜料片输入到完成芯片检测一体化不间断进行各个工序，各工序涉及的操作环节可以穿插或同步配合实施，从铁环蓝膜料片的承接、扩膜、取芯片、芯片翻面以配合自动光学检测各个环节无缝衔接，物料输送流畅，各环节协同性好、节拍时间更短、整体工时能够有效地统筹、生产效率更高。
所述步骤S3中将翻转后的待测芯片存储在中转位。通过将待测芯片在中转位预存，可以更好的统筹将待测芯片取出并翻转与将转移翻转好的待测芯片转送到检测工位两个环节的时间，实现同步动作，使得两个环节的整体用时更少。
所述铁环蓝膜料片周转工序包括：将料盒中的铁环蓝膜料片沿送料方向输出，并在所述待测芯片全部被剥离时，沿所述送料方向的反方向送回所述料盒。通过一个工序在送料方向的起始端既实施新的铁环蓝膜料片输出又及时实施芯片被取完的铁环蓝膜料片的回收，一方面缩短了芯片检测流程整体长度，另一方面在实施自动光学检测工序的同时能够实施铁环蓝膜料片的回收和新铁环蓝膜料片的输入，进一步统筹了整体工时，提高了芯片检测流程的整体效率。
所述自动光学检测工序还包括：将检测完成的芯片进行分拣并输出。
从蓝膜上取芯片自动光学检测，并根据检测结果分类下料，整个过程一体实施，检测效率明显更高；不同检测结果的芯片直接分流输送到后道，自动光学检测工序产生的效益能够最大程度地贡献于整条产线，有利于节约后道工时、更快速地指导后道进行工艺改进、返工及对检测合格的芯片进行封装等，极大推动了半导体制程工艺的整体水平。
与现有技术相比，本发明的主要有益效果：
1、本发明的一种芯片自动剥离、光学检测一体系统，构造紧凑、占用空间小，能够不间断地快捷地实施从蓝膜上取下芯片进行自动光学检测的各个环节，设备成本低，易于实现且能够一体化控制，运行稳定性好、设备集成度高、维护方便、适用于大部分企业的空间布局、便于投入使用；为企业突破工时优化瓶颈、满足高效生产、进一步提高核心竞争力提供了解决方案。
2、本发明的一种芯片检测流程，步骤衔接紧密，依各种检测所需时间来匹配相应机构的流程且不间断进行，工时利用率高，极大提高了检测效率，最大程度缩短了节拍时间，也有利于优化整体产线的人力资源配置、提高整体产出和良率。
附图说明
图1为本发明实施例一的一体系统俯视示意图。
图2为本发明实施例一的待测芯片获取单元、中转组件局部示意图。
图3为本发明实施例一的翻转取芯片机构示意图。
图4为本发明实施例一的第一移载机构示意图。
图5为本发明实施例一的中转平台俯视示意图。
图6为本发明实施例一的芯片检测流程示意图。
图7为本发明实施例二的一体系统俯视示意图。
图8为本发明实施例三的一体系统俯视示意图。
具体实施方式
下面将对本发明具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例一中，如图1所示，芯片自动剥离、光学检测一体系统，包括沿送料方向依次设置的料片周转单元1、待测芯片获取单元2、中转组件3和自动光学检测单元4。料片周转单元1与待测芯片获取单元2之间设置有料片上下机构11，存放铁环蓝膜料片的料盒在料片周转单元1上装载，铁环蓝膜料片通过料片上下机构11实现在料片周转单元1与待测芯片获取单元2之间的移载。示例的料片上下机构11采用具有夹取部和推送部的直线运动机构，可以从料盒中夹取铁环蓝膜料片，也能够将铁环蓝膜料片推入料盒进行回收。
待测芯片获取单元2用于将待测芯片从铁环蓝膜料片上取出并翻转。结合参考图2和图3，示例的待测芯片获取单元2包括：扩膜机构21、对位移动机构22、芯片顶升机构23和翻转取芯片机构24。扩膜机构21用于固定蓝膜铁环料片并将蓝膜上的多个待测芯片相互分离。对位移动机构22与扩膜机构21连接，驱动扩膜机构21将待测芯片与芯片顶升机构23对位。在本实施例中，对位移动机构22可以采用多轴精密运动机构实现，根据实际应用需要，调整铁环蓝膜料片上的待测芯片在水平面内的位置使其进入与芯片顶升机构23的顶升工作端的工作范围，或者在铁环蓝膜料片与芯片顶升机构23的顶升工作端具有高度差的情况中调整铁环蓝膜料片的高度。图2示例的情况中对位移动机构22采用XY轴运动机构，包括有X轴机构和Y轴机构，Y轴机构安装在X轴机构上形成可沿X向移动的结构，XY轴运动机构与扩膜机构21连接，扩膜机构21上方设置有用于确定待测芯片位置的CCD相机。图2示例的情况中铁环蓝膜料片的初始高度在芯片顶升机构23的顶升工作端的工作范围内，只用调节待测芯片的水平位置即可。在有些实施情况中，对位移动机构22也可以采用XYθ三轴运动机构，也可以采用XYZ三轴运动机构等，根据芯片顶升机构23与扩膜机构21的相对位置，结合调整铁环蓝膜料片上的待测芯片位置的运动路径，从避免运动干涉和实现快捷对位的角度相应设置对位移动机构22，并不限定。在有的实施情况中，对位机构22只需要在一个方向上移动即可实现对位，在这个具体情况中，对位机构22也可以采用单轴精密运动机构实现，例如直线运动机构等，并不限定。芯片顶升机构23设置于扩膜机构21下方，用于将待测芯片顶起。翻转取芯片机构24设置于扩膜机构21上方，与芯片顶升机构23配合将待测芯片从蓝膜上取出，并翻转待测芯片。参考图3，示例的翻转取芯片机构24包括旋转电机241、由旋转电机241驱动的取料转盘242、伸缩气缸243。取料转盘242上设置有四个滑台2421，每个滑台2421上背离取料转盘中心一端设有吸嘴2422，吸嘴2422与取料转盘中心通过拉簧连接。滑台2421由伸缩气缸243驱动来完成吸嘴2422伸出，复位时利用拉簧的回弹特性，自动缩回吸嘴2422，将芯片顶升机构23顶起的待测芯片从蓝膜上取下，旋转电机241驱动取料转盘242绕取料转盘242的中心旋转，将下方的吸嘴2422从已完成扩膜的铁环蓝膜料片P上吸取待测芯片后旋转到上方，此时待测芯片被翻转，发光面朝上。示例的取料转盘242为四工位，可以同步实施从蓝膜上取下待测芯片以及将前一个工位旋转到上方完成待测芯片的翻转。有的实施情况中也可是两工位或三工位切换，并不限定。通过多工位旋转能够同步实施取下、翻转待测芯片两个动作，且能够与后续从翻转取芯片机构24取下翻转好的待测芯片的动作衔接更加紧密，进一步缩短了节拍时间。
在本实施例中，参考图1和图2，中转组件3包括沿送料方向依次设置的第一移载机构31、中转平台32和第二移载机构33。第一移载机构31用于从待测芯片获取单元2中将翻转的待测芯片取放至中转平台32；第二移载机构33将翻转的待测芯片从中转平台32流转至自动光学检测单元4。如图4所示，示例的第一移载机构31包括升降部件31a、旋转部件31b和取放部件31c；升降部件31a驱动取放部件31c升降；旋转部件31b驱动取放部件31c旋转的；取放部件31c包括取放臂31c1、设置于取放臂31c1两端的吸附部31c2。示例的情况中，升降部件31a采用升降气缸实现。旋转部件31b采用旋转电机中空减速机配合实现。图4示例的情况中升降气缸和旋转电机分别固定在安装座上，安装座底部有镂空区，安装座底部固定安装有中空减速机。升降气缸的输出端通过镂空区和中空减速机的中空区与取放部件31c连接，带动取放部件31c升降。旋转电机与中空减速机配合实现按设定的速度和角度驱动取放部件31c旋转，中空减速机的输出端通过中空区的两侧的连杆与取放臂31c1连接，实现驱动。升降部件31a旋转部件31b也可以采用其他驱动机构配合实现取放部件31c的升降和旋转动作，并不限定。
两端的吸附部31c2，一端取料时，另一端放料。取料的吸附部31c2从翻转取芯片机构24的取料转盘中朝上的吸嘴上取下翻转的待测芯片，同时另一端放料的吸附部31c2将上个周期取的待测芯片放到中转平台32上，在升降部件31a作用下取放待测芯片为同步运动，一次升降完成两个动作，进一步节约设备功耗，通过旋转电机来连续取放效率更高，前后段动作衔接更连贯。有些实施情况中，取放臂31c1一端设置有吸附部31c2，并不限定。本实施例的第二移载机构33采用多轴机械手实现，具体示例的情况中采用YZθ三轴机械手从中转平台32中吸取待测芯片后转动到目标位置在下降放下待测芯片完成传递。有些实施情况中第二移载机构33可以根据中转平台32与目标位置的相对空间位置关系，并考虑运动路线不与其他机构产生干涉且运动行程尽可能短相应采用具体的多轴机械手（如XYZθ四轴机械手等）或者其他精密运动机构配合搬运结构，并不限定。
如图5所示，示例的中转平台32包括转盘32a、设置在该转盘底部的旋转机构、设置在转盘32a表面一对关于旋转中心呈中心对称的料槽治具32b、料槽治具32b设置有多个料槽32c，料槽32c底部设置有吸附机构可以吸附存放的芯片防止转盘32a转动时芯片从料槽32c中脱出。转盘32a上还设置有直线电机32d，驱动料槽治具32b递进式移动以改变取待测芯片的当前料槽32c，配合第一移载机构31逐个存放待测芯片以及第二移载机构33逐个取出待测芯片。旋转机构驱动转盘32a递进式旋转180°，切换两侧的料槽治具32b，实现不间断地向中转平台32中存放待测芯片并且不间断地从中转平台32中移载待测芯片进行检测，避免了待测芯片的断供，可统筹利用人员对料片周转单元1进行更换料盒时停机等待的空档时间进行后段自动光学检测。
图1示例的自动光学检测单元4包括芯片移载台41、检测模组42、第三移载机构43。示例的检测模组42有三台沿直线并列分布在芯片移载台41的旁侧。第三移载机构43位于芯片移载台41与检测模组之间43；芯片移载台41用于流转待测芯片及输出检测完成的芯片；第三移载机构43用于将待测芯片送至检测模组42进行自动光学检测，并将检测完成的芯片送至芯片移载台41。实施例中检测模组42包括三轴伺服平台、设置在所述三轴伺服平台上的检测部件。三轴伺服平台上设置有压接机构和芯片治具，压接机构用于将待测芯片固定在芯片治具上。第三移载机构43可以采用YZθ三轴机械臂实现。
图1示例的芯片自动剥离、光学检测一体系统还包括位于自动光学检测单元4输出端的芯片分类输出单元5。在有些实施例中也可以没有分类输出单元5，自动光学检测单元4完成检测后芯片由人工进行分类收集，根据企业实际需求和产线人员配置相应设置，并不限定具体情况。
芯片分类输出单元5包括收集部件51和分拣下料机构52。示例的收集部件51包括并列分布的存放有若干堆叠托盘的两个第一Tray盘架511，分别用于收集检测结果合格的芯片和不合格的芯片。分拣下料机构52位于自动光学检测单元4与收集部件51之间，用于取出检测完成的芯片，并根据检测结果将芯片放至不同的第一Tray盘架511上的Tray盘中。示例的分拣下料机构52采用XYZθ四轴机械臂实现。
本实施例中，收集部件51还包括：与第一Tray盘架511并列分布的一个第二Tray盘架512、位于第一Tray盘架511和第二Tray盘架512旁侧的Tray盘切换机构513；第二Tray盘架512用于放置备用的空Tray盘，Tray盘切换机构513用于将备用的空Tray盘送至第一Tray盘架511以补充Tray盘。示例的Tray盘切换机构513采用YZ两轴机械臂搬运空Tray盘，当第一Tray盘架511有Tray盘被放满并取出时及时补充空Tray盘，可以使得整个下料环节不间断连续进行，更好的保障整个系统运行的流畅。
本实施例中，芯片自动剥离、光学检测一体系统通过一个机柜集成，设置有机体罩壳6，机体罩壳6在送料方向的起始端设有至少一个料盒上下位61，在送料方向的末端设有两个芯片收集位62和一个空Tray盘进入位63；第一Tray盘架511上的Tray盘通过芯片收集位62输出，通过空Tray盘进入位将空Tray盘装载至第二Tray盘架512。需要说明的是，料盒上下位61、芯片收集位62和空Tray盘进入位63都设置有操作门，系统工作时操作门封闭，以利于工作过程中清洁度达到要求。示例的芯片收集位62与第一Tray盘架511一一对应开设，从芯片收集位62取出的满Tray盘可根据其来自不同的第一Tray盘架511而直接识别为合格（OK）产品或不合格（NG）产品，直接分离下料，效率更高、利于下料后合格产品与不合格产品的分流、进一步避免分选下料后继续向后段流传满Tray盘时将合格产品Tray盘与不合格产品Tray盘弄混。
本实施例中还提供一种芯片检测流程，采用本实施例的芯片自动剥离、光学检测一体系统不间断地进行各工序，工序包括：铁环蓝膜料片周转工序；待测芯片剥离工序；自动光学检测工序。待测芯片剥离工序包括：步骤S1.承接并固定铁环蓝膜料片，进行扩膜；步骤S2.工业相机对位，将待测芯片移动至芯片顶升机构上方，由芯片顶升机构顶起；步骤S3.将待测芯片取出并翻转；自动光学检测工序包括：移载步骤S3翻转的待测芯片至检测工位进行自动光学检测。本实施例中，铁环蓝膜料片周转工序包括：将料盒中的铁环蓝膜料片沿送料方向输出，并在待测芯片全部被剥离时，沿所述送料方向的反方向送回所述料盒。自动光学检测工序还包括：将检测完成的芯片进行分拣并输出。一方面缩短了芯片检测流程整体长度，另一方面在实施自动光学检测工序的同时能够实施铁环蓝膜料片的回收和新铁环蓝膜料片的输入，进一步统筹了整体工时，提高了芯片检测流程的整体效率。从蓝膜上取芯片自动光学检测，并根据检测结果分类下料，整个过程一体实施，检测效率明显更高。
如图6所示，示例的操作过程包括：（工作人员从料盒上下位61）将满仓料盒装载到料片周转单元1的工作位；料片上下机构11将铁环蓝膜料片输送至扩膜机构21，对蓝膜进行扩膜；对位22将铁环蓝膜料片送到CCD相机下mapping（对位），使得待测芯片位于芯片顶升机构23正上方；芯片顶升机构23将待测芯片从蓝膜上顶起，翻转取芯片机构24将待测芯片取下并翻面；第一移载机构31将翻面的待测芯片平放至中转平台32；第二移载机构33从中转平台32上吸取待测芯片放到芯片移载台41；第三移载机构43从芯片移载台41取出待测芯片送至检测模组42进行自动光学检测，检测完成后将芯片送回芯片移载台41；分拣下料机构52从芯片移载台41上取下芯片放至第一Tray盘架511的Tray盘中。
整个过程从工作人员启动至工作人员停机可以连续不间断的进行，各个工序可以穿插或同步进行，单个工序的操作也可以配合进行，例如第一移载机构31取出待测芯片时，第二移载部件33可以同时将待测芯片存放至中转平台32。各个环节一环套一环，衔接紧密没有节拍时间的浪费。
本实施例中，芯片移载台41采用双动子载台。第二移载部件33将待测芯片放置在双动子载台上；第三移载机构43从双动子载台上取下待测芯片移动到芯片治具上方；CCD相机拍照计算进行对位，三轴伺服平台补正后，第三移载机构43将待测芯片放入芯片治具；三轴伺服平台移动到激光测距位进行测距，再移动到自动光学相机位拍照对位，补正后压接启动光源，自动光学相机Z轴对焦，自动光学检测；自动光学相机Z轴移动检测待测芯片的外观。检测完成后三轴伺服平台移动到之前接收待测芯片的位置，第三移载机构43从芯片治具中取出已经完成检测的芯片放置到双动子载台。双动子载台向分类输出单元5移动，进行下料。
实施例二
如图7所示，实施例二与实施例一的区别主要在于，芯片移载台41有两台，相互平行，芯片移载台41有两台，对称设置在送料方向上的两侧。检测模组42有四台沿直线分别设置在两台芯片移载台41背离对称中心的一侧。每侧有两套检测模组42，示例的分拣下料机构52采用两组平行出料的XYZθ四轴机械臂实现。相应的第一Tray盘架511有四个，每侧两个，分别用于合格芯片和不合格芯片的收集；第二Tray盘架512有一个，位于两台芯片移载台41之间，由Tray盘切换机构513带动分别提供补位的Tray盘。芯片收集位62与第一Tray盘架511一一对应开设，空Tray盘进入位63对应第二Tray盘架512设置。
实施例三
实施例三与实施例二的主要区别在于，如图8所示，机体罩壳6在送料方向的起始端设有两个料盒上下位61。示例的料片周转单元1包括料盒支撑部件和料盒切换机构。料盒支撑部件承载两个料盒B；料盒切换机构采用左右切换气缸和一套顶料Z轴组成与料盒支撑部件传动连接，带动料盒支撑部件左右切换位于工作位的料盒B，并切换工作位的料盒B的不同料片层进行老料片回收和新料片输出。其中一个料盒上下位61与工作位对应设置，另一个对应备用料盒B’的切换位。有些实施情况中料盒上下位61分别开设在工作位左右两侧，从切换位补充料盒，而不是直接放在工作位，也可以有四个或更多个料盒上下位61，这里不限定具体应用情况。料盒支撑部件和料盒切换部件相配合便于更换料盒且能减少停机频率、延长换料工作周期，利于提高整体运行效率、更便于人工操作，进一步释放产能。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。

Claims (10)

1.芯片自动剥离、光学检测一体系统，其特征在于：包括沿送料方向依次设置的料片周转单元（1）、待测芯片获取单元（2）、中转组件（3）和自动光学检测单元（4）；
所述料片周转单元（1）与所述待测芯片获取单元（2）之间设置有料片上下机构（11）；存放铁环蓝膜料片的料盒在所述料片周转单元（1）上装载，铁环蓝膜料片通过所述料片上下机构（11）实现在所述料片周转单元（1）与所述待测芯片获取单元（2）之间的移载；
所述待测芯片获取单元（2）用于将待测芯片从铁环蓝膜料片上取出并翻转；
所述中转组件（3）包括沿送料方向依次设置的第一移载机构（31）、中转平台（32）和第二移载机构（33）；所述第一移载机构（31）用于从所述待测芯片获取单元（2）中将翻转的待测芯片取放至所述中转平台（32）；所述第二移载机构（33）用于将所述翻转的待测芯片从所述中转平台（32）流转至所述自动光学检测单元（4）。
2.根据权利要求1所述的芯片自动剥离、光学检测一体系统，其特征在于：还包括位于所述自动光学检测单元（4）输出端的芯片分类输出单元（5）；所述芯片分类输出单元（5）包括收集部件（51）和分拣下料机构（52）；所述收集部件（51）包括并列分布的存放有若干堆叠托盘的至少两个第一Tray盘架（511）；所述分拣下料机构（52）位于所述自动光学检测单元（4）与所述收集部件（51）之间，用于取出检测完成的芯片，并根据检测结果将所述芯片放至不同的所述第一Tray盘架（511）上的Tray盘中。
3.根据权利要求2所述的芯片自动剥离、光学检测一体系统，其特征在于： 所述收集部件（51）还包括：与所述第一Tray盘架（511）并列分布的第二Tray盘架（512）、位于所述第一Tray盘架（511）和所述第二Tray盘架（512）旁侧的Tray盘切换机构（513）；所述第二Tray盘架（512）用于放置备用的空Tray盘，所述Tray盘切换机构（513）用于将所述备用的空Tray盘送至所述第一Tray盘架（511）。
4.根据权利要求3所述的芯片自动剥离、光学检测一体系统，其特征在于：设置有机体罩壳（6），所述机体罩壳（6）在送料方向的起始端设有至少一个料盒上下位（61），在送料方向的末端设有芯片收集位（62）和空Tray盘进入位（63）；所述第一Tray盘架（511）上的Tray盘通过所述芯片收集位（62）输出，通过所述空Tray盘进入位将空Tray盘装载至所述第二Tray盘架（512）。
5.根据权利要求1-4任一项所述的芯片自动剥离、光学检测一体系统，其特征在于：所述待测芯片获取单元（2）包括：扩膜机构（21）、对位移动机构（22）、芯片顶升机构（23）和翻转取芯片机构（24）；
所述扩膜机构（21）用于固定蓝膜铁环料片并将蓝膜上的多个待测芯片相互分离；
所述对位移动机构（22）与所述扩膜机构（21）连接，驱动所述扩膜机构（21）将所述待测芯片与所述芯片顶升机构（23）对位；
所述芯片顶升机构（23）设置于所述扩膜机构（21）下方，用于将待测芯片顶起；
所述翻转取芯片机构（24）设置于所述扩膜机构（21）上方，与所述芯片顶升机构（23）配合将待测芯片从蓝膜上取出，并翻转所述待测芯片。
6.根据权利要求5所述的芯片自动剥离、光学检测一体系统，其特征在于：所述第一移载机构（31）包括升降部件（31a）、旋转部件（31b）和取放部件（31c）；所述升降部件（31a）驱动所述取放部件（31c）升降；所述旋转部件（31b）驱动所述取放部件（31c）旋转；所述取放部件（31c）包括取放臂（31c1）、设置于所述取放臂（31c1）两端的吸附部（31c2）。
7.根据权利要求1-4任一项所述的芯片自动剥离、光学检测一体系统，其特征在于：所述自动光学检测单元（4）包括芯片移载台（41）、检测模组（42）、第三移载机构（43）；所述检测模组（42）有多台，沿直线并列分布在所述芯片移载台（41）的旁侧；所述第三移载机构（43）位于所述芯片移载台（41）与检测模组之间（43）；所述芯片移载台（41）用于流转待测芯片及输出所述检测完成的芯片；所述第三移载机构（43）用于将所述待测芯片送至所述检测模组（42）进行自动光学检测，并将检测完成的芯片送至所述芯片移载台（41）。
8.根据权利要求7所述的芯片自动剥离、光学检测一体系统，其特征在于：所述芯片移载台（41）有两台，对称设置在送料方向上的两侧。
9.芯片检测流程，其特征在于：采用权利要求1-8任意一项所述的芯片自动剥离、光学检测一体系统不间断地进行各工序，所述工序包括：铁环蓝膜料片周转工序；待测芯片剥离工序；自动光学检测工序；
所述待测芯片剥离工序包括：步骤S1.承接并固定铁环蓝膜料片，进行扩膜；步骤S2.工业相机对位，将待测芯片移动至芯片顶升机构上方，由所述芯片顶升机构顶起；步骤S3.将所述待测芯片取出并翻转；
所述自动光学检测工序包括：移载所述步骤S3翻转的待测芯片至检测工位进行自动光学检测。
10.根据权利要求9所述的芯片检测流程，其特征在于：所述自动光学检测工序还包括：将检测完成的芯片进行分拣并输出。
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CN116174336A (zh) * 2023-02-08 2023-05-30 珠海市科迪电子科技有限公司 一种晶圆外观检测机

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