CN115863226B - 一种可自动折断晶片检查移载的折取机 - Google Patents

Abstract

本发明一种可自动折断晶片检查移载的折取机，属于半导体加工设备领域，包括机架，机架上安装有晶圆移载机构、晶片折取移载机构、顶针机构、分度圆盘机构、晶片收纳移载机构、晶片正面检测机构、晶片反面检测机构、提篮供盘机构和取放盘机构。本发明根据各机构间的精确配合，顺利实现模组供料、视觉定位、晶片折取、外观检查、产品移载、提篮供盘、成品收纳等功能，且晶片折断精度高，断面齐整，外观视觉检测效率及收纳良品率高，提高了整机的生产效率。

Description

一种可自动折断晶片检查移载的折取机

技术领域

本发明属于半导体加工设备领域，尤其是涉及一种可自动折断晶片检查移载的折取机。

背景技术

在半导体制造过程中，需要将不同尺寸的晶圆，不同尺寸的产品进行折断操作。

待折断的晶圆是由如下工序制得：由硅柱沿横截面切割下薄薄的一层为半成品晶圆，该层半成品晶圆厚度很薄（一般小于1mm），然后将切割下的半成品晶圆通过研磨机将厚度研磨至更薄（一般为0.035mm左右），将研磨好的晶圆使用镀膜机，在晶圆表面镀上规则的、行列间距相等或不等的、相同形状的金。镀金后的晶圆，再经过刻蚀（刻蚀掉晶圆上未镀金的不需要的位置），在这个过程中，已显示出单颗晶片的形状（晶片长宽尺寸一般为0.4*0.8mm左右），此时，单颗晶片与晶圆只有一点点的连接部位，且该连接部位也已经做过刻蚀处理，方便后续晶片折取的同时，还能保证断裂位置的齐整。

目前，经过上述工序得到的晶圆的后续折取均是依靠人工手动完成，通过人工手动折取后放置到晶片承载盘内，并没有相应的自动化设备，不但工作效率极其低下，且精度和稳定性无法保证。

因此，研发一种能全自动检测晶片外观，减少人工检查的时间及误检概率，提高工作效率、精度和稳定性的折取机是十分必要的。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种可自动折断晶片检查移载的折取机，实现自动折断晶片并在移载过程中检查产品外观。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可自动折断晶片检查移载的折取机，包括机架，机架上安装有晶圆移载机构、晶片折取移载机构、顶针机构、分度圆盘机构、晶片收纳移载机构、晶片正面检测机构和晶片反面检测机构，

所述晶圆移载机构包括上下两层垂直安装的线性模组，所述线性模组上安装有晶圆装夹治具，用于驱动晶圆在一平面内移动；

所述晶片折取移载机构用于在晶圆移载机构和分度圆盘机构之间对晶圆进行折取和传送，该晶片折取移载机构中间安装摆臂驱动单元，所述摆臂驱动单元下方安装摆臂组件，所述摆臂组件包括放料侧的吸嘴和取料侧的吸嘴，所述摆臂驱动单元带动下方两侧的吸嘴进行180°循环摆臂动作，实现两侧吸嘴位置的切换；所述摆臂驱动单元两侧安装有取料侧下压组件与放料侧下压组件，所述取料侧下压组件的取料侧下压头与放料侧下压组件的放料侧下压头通过电机的驱动分别按压两侧的吸嘴向下移动，实现吸嘴的取放料动作；在摆臂组件取料侧设置有晶圆定位相机；

所述顶针机构位于晶圆装夹治具下方，所述顶针机构包括Z向顶针机构模组和滑动连接在Z向顶针机构模组上的顶针，所述顶针沿Z向顶针机构模组上下移动，所述顶针机构与晶片折取移载机构的取料吸嘴相对应，配合折取晶片；

所述分度圆盘机构通过分度盘驱动单元带动上方圆盘组件进行工位切换，实现晶片位置的切换；所述分度圆盘机构左侧设置有晶片反面检测机构；所述分度圆盘机构的正面检测工位上方，设置有晶片正面检测机构；

所述晶片收纳移载机构从分度圆盘机构取料并传递，所述晶片收纳移载机构包括料盘定位相机，所述料盘定位相机一侧安装有收纳移载吸嘴组件，所述料盘定位相机和收纳移载吸嘴组件安装于收纳移载X轴上，沿收纳移载X轴往复移动。

进一步地，本发明还包括取放盘机构，所述取放盘机构承载晶片收纳移载机构移载的晶片，所述取放盘机构包括取放盘机构Y轴、料盘夹紧气缸、料盘定位盖板、取放盘托板、倒手位料盘检测、倒手组件、倒手组件立板、料盘夹紧托盘和移动架体，所述倒手组件固定在倒手组件立板上端，所述倒手位料盘检测固定位于倒手组件的一侧，所述移动架体滑动安装于取放盘机构Y轴上，所述料盘定位盖板两侧固定于移动架体上，所述料盘夹紧托盘位于料盘定位盖板下方，所述取放盘托板固定于料盘夹紧托盘前端，所述料盘夹紧气缸安装于移动架体内，该料盘夹紧气缸输出端与料盘夹紧托盘底部固定，该料盘夹紧气缸、料盘夹紧托盘、料盘定位盖板、取放盘托板组成一个取托盘夹紧组件。所述料盘夹紧气缸驱动料盘夹紧托盘和取放盘托板上下运动，所述取放盘托板在取放盘机构Y轴上前后滑动，所述取放盘托板用于从提篮供盘机构中取放晶片承载盘，所述倒手组件用于放置取放盘托板承托的晶片承载盘，所述料盘定位盖板与料盘夹紧托盘配合夹紧晶片承载盘。工作时，所述料盘夹紧气缸带动料盘夹紧托盘和取放盘托板到下位，由取放盘机构Y轴驱动向前移动，料盘夹紧气缸带动取放盘托板到上位，托起晶片承载盘，从提篮供盘机构中取出晶片承载盘，所述取放盘机构Y轴驱动取放盘托板向后移动，带出晶片承载盘到达倒手组件上方，料盘夹紧气缸带动取放盘托板到下位，晶片承载盘被放置到倒手组件上，由取放盘机构Y轴驱动取放盘托板再次向前移动，移动至倒手组件位置，料盘夹紧气缸带动料盘夹紧托盘与料盘定位盖板夹紧晶片承载盘，完成取盘动作，所述晶片承载盘满料后，动作反之，则为送盘动作。

进一步地，本发明还包括提篮供盘机构，所述提篮供盘机构包括提篮，所述提篮安装于提篮平台上，所述提篮平台安装于顶升单元上，通过提篮供盘驱动电机驱动提篮供盘驱动丝杠实现提篮平台的升降，有无检测传感器位于提篮的两侧，所述提篮内为等间距的放置晶片承载盘的组件，所述取放盘机构与提篮内的晶片承载盘进行交互衔接，完成供盘取盘送盘动作。

进一步地，所述线性模组包括晶圆移载X轴和晶圆移载Y轴，所述晶圆移载Y轴上安装有晶圆治具组件安装板，所述晶圆治具组件安装板上安装有晶圆装夹治具。

进一步地，所述晶圆装夹治具的四个边分别设置有位置不同的定位豁口，晶圆治具组件安装板侧面安装有晶圆方向治具，所述晶圆方向治具有四个安装位置，分别对应晶圆装夹治具不同边的定位豁口，所述定位豁口与晶圆方向治具组合，起到放置晶圆装夹治具时的防呆作用，便于应对来料方向或收纳料盘方向不同时所述晶圆装夹治具的快速安装。

进一步地，所述放料侧的吸嘴和取料侧的吸嘴通过滑轨与减速器驱动的旋转台形成滑动连接，同时，该放料侧的吸嘴、取料侧的吸嘴、取料侧下压头和放料侧下压头分别通过各自拉簧收缩回复原位。

进一步地，所述圆盘组件外围均匀布置有多个分度基座，分别是分度基座1号位、分度基座2号位、分度基座3号位、分度基座4号位、分度基座5号位、分度基座6号位、分度基座8号位及在清扫吸头下方的分度基座7号位，该圆盘组件内圈设置有与上述分度基座数量相同的真空通气组件，所述分度基座1号位所在位置为分度盘接料工位，分度基座3号位所在位置为正面检测工位，分度基座5号位所在位置为分度盘收料工位，分度基座7号位所在位置为清扫工位，所述分度基座的8个号位，通过分度盘驱动单元的驱动，循环往复，而工位的位置是不变的。

进一步地，所述分度圆盘机构上方设置有清扫破真空组件与收纳工位破真空组件，所述清扫破真空组件与收纳工位破真空组件固接在机架上，悬臂于分度圆盘机构上方，所述清扫破真空组件与收纳工位破真空组件分别设置在清扫工位与分度盘收料工位所对应的真空通气组件的上方，晶片收纳移载机构来分度圆盘机构取料与需要清扫分度基座时，清扫破真空组件与收纳工位破真空组件的气缸分别带动拨杆，拨动真空通气组件向后移动，真空通气组件前端吸嘴与分度基座分离，破除分度基座内部的真空。

进一步地，所述分度圆盘机构清扫工位上方设置有清扫组件，所述清扫组件包括清扫吸头和清扫组件气缸，所述清扫组件气缸驱动清扫吸头上下移动，吸走在清扫工位的分度基座上的残余产品，所述清扫吸头与清扫过滤单元一侧气路连接，所述清扫过滤单元另一侧气路与负压源连接，可以吸走分度基座上的残余产品并被清扫过滤单元收集。

进一步地，所述晶片正面检测机构包括正面检测相机，所述正面检测相机安装于正面检测调整组件上，用于调整正面检测相机的位置，所述正面检测调整组件安装于正面检测组件固定柱上，所述正面检测组件固定柱安装于正面检测组件固定座内；所述晶片反面检测机构包括反面检测相机，所述反面检测相机安装于反面检测安装座上，该反面检测相机一侧设置有不良品盒组件。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的晶圆移载机构带动晶圆移载到晶圆定位相机下方，晶圆定位相机对晶圆进行定位；晶片折取移载机构与顶针机构相互作用，顶针机构的顶针向上移动，到达挨着晶片的下方位置，上方晶片折取移载机构的取料侧的吸嘴下降到挨着晶片的上方位置，此时顶针与取料侧的吸嘴同时向上移动，顶针将晶片折取下来，与此同时取料侧的吸嘴吸附住掉下来的晶片；通过晶片折取移载机构的摆臂驱动单元驱动摆臂组件旋转180°，两个吸嘴位置切换，将折取下的晶片放置到分度圆盘机构上的分度盘接料工位，通过分度盘驱动单元的驱动，依次从分度盘接料工位、正面检测工位、分度盘收料工位、清扫工位经过，在分度盘收料工位产品被晶片收纳移载机构取走；分度圆盘机构带动晶片运动到晶片正面检测机构下方时，对晶片进行取像，进行外观判断，根据晶片的检测结果，判断晶片去向，进行不同的操作：①如果产品为良品，晶片收纳移载机构中的驱动收纳移载吸嘴组件移动到分度盘收料工位将晶片取走，移动到晶片反面检测机构上方停止，晶片反面检测机构对吸嘴上的晶片进行取像，进行产品外观判断。如果产品为良品则移载到取放盘机构的晶片承载盘上，经过取放盘机构与提篮供盘机构的相互作用，完成取放盘动作。如果产品为不良品则移载到不良品盒组件。②如果产品为不良品，则不进行取料，分度盘驱动单元继续带动晶片进行运动到清扫吸头下方，清扫吸头将不良产品吸走，吸收到清扫过滤单元。

可见，（1）本发明根据各机构间的精确配合，顺利实现模组供料、视觉定位、晶片折取、外观检查、产品移载、提篮供盘、成品收纳等功能，提高了整机的生产效率。（2）本发明折取精度高，断面齐整，视觉定位使产品的性能稳定，良品率高，供收料互不干扰，收纳效率高，因此整个设备生产效率和可靠性极高。（3）外观检查工序在本发明的中部位置，独立的移载工位，不占用整体设备的折取与收纳时间，提高了生产效率。（4）本发明结构紧凑、性价比高。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本发明的等轴测图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明晶圆移载机构的结构示意图；

图4为本发明晶片折取移载机构的结构示意图；

图5为本发明晶片折取移载机构局部结构示意图；

图6为本发明顶针机构的结构示意图；

图7为本发明分度圆盘机构的结构示意图；

图8为本发明清扫组件气缸的结构示意图；

图9为本发明晶片正面检测机构的结构示意图；

图10为本发明晶片反面检测机构的结构示意图；

图11为本发明晶片收纳移载机构的结构示意图；

图12为本发明取放盘机构的结构示意图；

图13为本发明提篮供盘机构的结构示意图；

图14为本发明取放盘机构与提篮供盘机构的使用状态示意图。

图中：

1001、提篮供盘机构；1002、晶片反面检测机构；1003、取放盘机构；1004、晶片收纳移载机构；1005、晶片正面检测机构；1007、分度圆盘机构；1008、晶片折取移载机构； 1010、晶圆移载机构；1011、顶针机构；

3001、分度基座1号位；3002、分度基座2号位；3003、分度基座3号位；3004、分度基座4号位；3005、分度基座5号位；3006、分度基座6号位；3007、分度基座8号位；3008、清扫破真空组件；3009、收纳工位破真空组件；3010、真空通气组件；3011、清扫吸头；3012、清扫过滤单元；3013、分度基座7号位；3014、分度盘驱动单元；3015、清扫组件气缸；3016、真空分气底座；

4001、料盘有无检测单元；4002、晶圆移载X轴；4003、晶圆移载Y轴；4004、晶圆装夹治具；4005、晶圆方向治具；

5001、摆臂驱动单元； 5003、摆臂组件；5004、晶圆定位相机；5006、取料侧下压组件；5007、放料侧下压组件；5008、第一吸嘴；5009、第二吸嘴；5011、减速器；5012、取料侧下压头；5013、放料侧下压头；5014、真空发生器组件；

6001、收纳移载立柱；6002、料盘定位相机；6003、收纳移载吸嘴组件；6004、收纳移载X轴；

7001、取放盘机构Y轴；7002、料盘夹紧气缸；7003、料盘定位盖板；7004、取放盘托板；7005、倒手位料盘检测；7006、倒手组件；7007、倒手组件立板；7008、晶片承载盘；7009、料盘夹紧托盘；7010、移动架体；

8001、提篮供盘驱动电机；8002、提篮供盘驱动丝杠；8003、导向柱；8004、提篮平台；8005、顶升单元；8006、提篮；8007、有无检测传感器；8008、过孔；

9001、顶针机构电机；9002、顶针机构安装板；9003、顶针调整平台；9004、顶针；9005、顶针机构模组；

10001、正面检测组件固定座；10002、正面检测组件固定柱；10003、正面检测调整组件；10004、正面检测相机；1101、反面检测安装座；1102、反面检测相机；1103、不良品盒组件。

具体实施方式

如图1至图14所示，本发明一种可自动折断晶片检查移载的折取机，包括机架，机架上安装有晶圆移载机构1010、晶片折取移载机构1008、顶针机构1011、分度圆盘机构1007、晶片收纳移载机构1004、晶片正面检测机构1005、晶片反面检测机构1002、取放盘机构1003和提篮供盘机构1001。

如图3所示，晶圆移载机构1010包括上下两层垂直安装的线性模组，线性模组包括晶圆移载X轴4002和晶圆移载Y轴4003，用于驱动晶圆在一平面内移动。晶圆移载Y轴4003上安装有晶圆治具组件安装板，晶圆治具组件安装板上安装有晶圆装夹治具4004，晶圆装夹治具4004使用时通过人工组装，将晶圆固定到晶圆装夹治具4004上，再放置到晶圆治具组件安装板指定的安装位置。晶圆装夹治具4004的四个边分别设置有位置不同的定位豁口，晶圆治具组件安装板侧面安装有晶圆方向治具4005（本实施例为立柱），晶圆方向治具4005有四个安装位置，分别对应晶圆装夹治具4004不同安装方向时的定位豁口，定位豁口与晶圆方向治具4005组合，起到放置晶圆装夹治具4004时的防呆作用，便于应对来料方向或收纳料盘方向不同时晶圆装夹治具4004的快速安装。晶圆移载Y轴4003端部安装有料盘有无检测单元4001；

如图4和图5所示，晶片折取移载机构1008中间安装摆臂驱动单元5001（本实施例为伺服电机），摆臂驱动单元5001（本实施例为驱动电机）下方安装摆臂组件5003，摆臂组件5003包括放料侧的第一吸嘴5008、取料侧的第二吸嘴5009和减速器5011，摆臂驱动单元5001驱动减速器5011带动下方第一吸嘴5008和第二吸嘴5009，进行180°循环摆臂动作，第一吸嘴5008与第二吸嘴5009经过摆臂动作后，第一吸嘴5008与第二吸嘴5009位置互换，此时，放料侧为第二吸嘴5009，取料侧为第一吸嘴5008，以此循环摆臂，进行吸嘴位置切换。第一吸嘴5008和第二吸嘴5009的真空由小型的真空发生器组件5014进行提供，两个小型真空发生器，分别单独控制第一吸嘴5008和第二吸嘴5009的真空。摆臂驱动单元5001两侧安装有取料侧下压组件5006与放料侧下压组件5007，取料侧下压组件5006、放料侧下压组件5007与摆臂组件5003并不接触，取料侧下压组件5006的取料侧下压头5012与放料侧下压组件5007的放料侧下压头5013悬停于吸嘴上方，摆臂组件5003可对第一吸嘴5008和第二吸嘴5009进行工位切换，取料侧下压头5012与放料侧下压头5013通过电机的驱动，进行向下移动，按压两个吸嘴组件向下移动，实现吸嘴取放料动作。其中，第一吸嘴5008和第二吸嘴5009通过滑轨与减速器5011驱动的旋转台形成滑动连接，同时，该第一吸嘴5008、第二吸嘴5009、取料侧下压头5012和放料侧下压头5013分别通过拉簧回复原位。在取料侧吸嘴位的正上方，设置有晶圆定位相机5004，当需要对晶圆取像时，摆臂驱动单元5001驱动摆臂组件5003，旋转一定角度，避开晶圆定位相机5004取相范围，晶圆定位相机5004对晶圆取像。

如图6所示，顶针机构1011包括Z向顶针机构模组9005和滑动连接在Z向顶针机构模组9005上的顶针9004，顶针9004在顶针机构电机9001的驱动下沿Z向顶针机构模组9005上下移动。Z向顶针机构模组9005安装在顶针调整平台9003上，顶针调整平台9003与顶针机构安装板9002固接，顶针机构安装板9002与机架固接，顶针机构1011与晶片折取移载机构1008的取料侧吸嘴相对应，可通过顶针调整平台9003进行调节（调整平台为滑台，是现有标准件，是可以向两个方向水平调整的平台）。

如图7和图8所示，分度圆盘机构1007通过固接在机架上的分度盘驱动单元3014（本实施例为马达）带动上方圆盘组件进行工位切换。圆盘组件外围均匀布置有多个分度基座（接料工位），分别是分度基座1号位3001、分度基座2号位3002、分度基座3号位3003、分度基座4号位3004、分度基座5号位3005、分度基座6号位3006、分度基座8号位3007及在清扫吸头3011下方的分度基座7号位3013，该圆盘组件内圈设置有与上述分度基座数量相同的真空通气组件3010。真空通气组件3010包括滑轨，吸嘴转接杆，吸嘴和弹簧，真空通气组件3010的滑轨固定在分度圆盘机构1007的平台上，吸嘴转接杆安装在滑轨上，吸嘴安装在吸嘴转接杆的头部，弹簧在吸嘴转接杆的尾部与真空分气底座3016之间，弹簧一直处于压紧状态，顶着吸嘴吸附在前端的各个分度基座上，分度基座为中空件，上部有通气孔，做为产品吸附孔。分度圆盘机构1007上方设置有清扫破真空组件3008与收纳工位破真空组件3009，清扫破真空组件3008与收纳工位破真空组件3009通过连接件固接在机架上，悬臂于分度圆盘机构1007上方。本实施例中，目前分度基座1号位3001所在位置为分度盘接料工位，分度基座3号位3003所在位置为正面检测工位，分度基座5号位3005所在位置为分度盘收料工位，分度基座7号位3013所在位置为清扫工位，分度基座的8个号位，通过分度盘驱动单元3014的驱动，循环往复，而以上描述的4个工位的位置是不变的。清扫破真空组件3008与收纳工位破真空组件3009分别设置在清扫工位与分度盘收料工位所对应的真空通气组件3010的上方，晶片收纳移载机构1004来分度圆盘机构1007取料与需要清扫分度基座时，清扫破真空组件3008与收纳工位破真空组件3009的气缸分别带动拨杆，拨动真空通气组件3010向后移动，真空通气组件3010前端吸嘴与分度基座分离，破除分度基座内部的真空。分度圆盘机构1007清扫工位上方设置有清扫组件，清扫组件包括清扫吸头3011和清扫组件气缸3015，清扫组件气缸3015驱动清扫吸头3011上下移动，吸走在清扫工位的分度基座上的残余产品。清扫吸头3011与清扫过滤单元3012一侧气路连接，清扫过滤单元3012另一侧气路与负压源连接，可以吸走分度基座上的残余产品并被清扫过滤单元3012收集。分度圆盘机构1007左侧设置有晶片反面检测机构1002，晶片反面检测机构1002固接在机架上；分度圆盘机构1007的正面检测工位上方，设置有固接在机架上的晶片正面检测机构1005。

如图9所示，晶片正面检测机构1005包括正面检测相机10004，正面检测相机10004安装于正面检测调整组件10003上，用于调整正面检测相机10004的位置，正面检测调整组件10003安装于正面检测组件固定柱10002上，正面检测组件固定柱10002安装于正面检测组件固定座10001内。

如图10所示，晶片反面检测机构1002包括反面检测相机1102，反面检测相机1102安装于反面检测安装座1101上，该反面检测相机1102一侧设置有不良品盒组件1103。

如图11所示，晶片收纳移载机构1004包括料盘定位相机6002，料盘定位相机6002一侧安装有收纳移载吸嘴组件6003，料盘定位相机6002和收纳移载吸嘴组件6003安装于收纳移载X轴6004上，沿收纳移载X轴6004往复移动，收纳移载X轴6004安装于收纳移载立柱6001上。

如图12所示，取放盘机构1003包括取放盘机构Y轴7001、料盘夹紧气缸7002、料盘定位盖板7003、取放盘托板7004、倒手位料盘检测7005、倒手组件7006、倒手组件立板7007、料盘夹紧托盘7009和移动架体7010，晶片承载盘7008会阶段性出现在倒手组件7006上，倒手组件7006固定在倒手组件立板7007上端，倒手组件立板7007固定在工作底板上，倒手位料盘检测7005固定在工作底板上，位于倒手组件7006的一侧。取放盘机构Y轴7001固定在工作底板上，移动架体7010滑动安装于取放盘机构Y轴7001上，料盘定位盖板7003两侧固定于移动架体7010上，料盘夹紧托盘7009位于料盘定位盖板7003下方，取放盘托板7004固定于料盘夹紧托盘7009前端，料盘夹紧气缸7002安装于移动架体7010内，料盘夹紧气缸7002输出端与料盘夹紧托盘7009底部固定，料盘夹紧气缸7002、料盘夹紧托盘7009、料盘定位盖板7003、取放盘托板7004组成一个取托盘夹紧组件。

如图13所示，提篮供盘机构1001包括提篮8006，提篮8006安装于提篮平台8004上，提篮平台8004安装于顶升单元8005上，通过提篮供盘驱动电机8001驱动提篮供盘驱动丝杠8002实现升降，提篮供盘驱动丝杠8002周围设置有导向柱8003。当前层的有无检测传感器8007固定在工作底板上，位于提篮8006的两侧。提篮8006内为等间距的放置晶片承载盘7008的组件，提篮供盘驱动电机8001驱动提篮供盘驱动丝杠8002带动提篮8006进行上下移动，移动到位后，由当前层有无检测传感器8007检测提篮8006内的相应层，有无料盘，没有的话再移动到下一层，如有晶片承载盘7008，则图12中的取放盘机构1003与提篮8006内的晶片承载盘7008进行交互衔接，完成供盘取盘送盘动作。

取放盘机构1003与提篮供盘机构1001的具体动作过程为：

如图12和图14所示，提篮8006位于取放盘机构1003的正前方，取放盘机构1003初次运转时，倒手组件7006上没有晶片承载盘7008，是需要去从提篮供盘机构1001中取。其动作为，提篮8006被顶升单元8005驱动到达指定高度，有无检测传感器8007检测提篮8006内的当前层有无料盘，如果没有晶片承载盘7008，则提篮8006被顶升单元8005驱动到达下一层，具体检测动作为：本实施例中提篮8006共有10层，可放置10组晶片承载盘7008，在提篮每层晶片承载盘7008的相应高度的侧壁上设置有过孔8008，可供有无检测传感器8007（本实施例为光电传感器）的光通过，因此当前层有无检测传感器8007的光能在提篮8006的内部通过，如果当前层有晶片承载盘7008则光路被阻，则视为当前层有晶片承载盘7008。

如果有晶片承载盘7008，则料盘夹紧气缸7002带动料盘夹紧托盘7009与取放盘托板7004到下位，由取放盘机构Y轴7001驱动移动架体7010向前移动，即驱动料盘定位盖板7003、料盘夹紧托盘7009与取放盘托板7004向前移动（本实施例中，前端、前方均是朝向提篮8006的方向，后端、后方均是远离提篮8006的方向），直至取放盘托板7004进入提篮供盘机构1001内部，然后料盘夹紧气缸7002带动料盘夹紧托盘7009与取放盘托板7004到上位，托起晶片承载盘7008，从提篮供盘机构1001中取出晶片承载盘。

然后，取放盘机构Y轴7001驱动移动架体7010向后移动，驱动料盘定位盖板7003、料盘夹紧托盘7009与取放盘托板7004也随着向后移动，取放盘托板7004承托着晶片承载盘7008到达倒手组件7006上方（本实施例中，倒手组件7006就是位于取放盘托板7004两侧的支架），此时，料盘夹紧气缸7002带动料盘夹紧托盘7009与取放盘托板7004到下位，晶片承载盘7008则被放置到倒手组件7006上，由取放盘机构Y轴7001驱动移动架体7010继续向前，将移动架体7010驱动至倒手组件7006位置，此时，倒手组件7006和倒手组件7006承托的晶片承载盘7008进入移动架体7010内部，晶片承载盘7008位于驱动料盘定位盖板7003和取放盘托板7004之间，然后料盘夹紧气缸7002带动料盘夹紧托盘7009上升，料盘夹紧托盘7009与料盘定位盖板7003将晶片承载盘7008夹紧，此时，晶片承载盘7008中心的承载位置从驱动料盘定位盖板7003中间镂空出露出，夹紧后取放盘机构Y轴7001驱动移动架体7010向后移动，即带动着晶片承载盘7008向后移动，到达放料位置完成取盘动作。

晶片承载盘7008满料后，因为提篮8006在放料过程中，高度没有发生改变，但为了增加安全性，先检测一下当前层有无料盘，正常情况应该是没有料盘的，那么，取放盘机构Y轴7001驱动移动架体7010，并带动晶片承载盘7008向前移动，到达倒手组件7006位置，此时晶片承载盘7008位于倒手组件7006上方，料盘夹紧气缸7002带动料盘夹紧托盘7009到下位，晶片承载盘7008被放置到倒手组件7006上，取放盘机构Y轴7001驱动移动架体7010，并带动取放盘托板7004向后移动，使取放盘托板7004到达晶片承载盘7008下方，料盘夹紧气缸7002再次驱动料盘夹紧托盘7009和取放盘托板7004到上位，取放盘托板7004托起晶片承载盘7008，然后，取放盘机构Y轴7001驱动移动架体7010向前移动，将取放盘托板7004上的晶片承载盘7008送入提篮供盘机构1001内，此为送盘动作。

取放盘机构1003、晶片反面检测机构1002和分度圆盘机构1007的分度盘收料工位有相互关系，晶片收纳移载机构1004从分度圆盘机构1007的分度盘收料工位，即目前的分度基座5号位3005取料，经过晶片反面检测机构1002检测外观，再放置到取放盘机构1003中的晶片承载盘7008上，晶片收纳移载机构1004在上述三个机构的上方，固接在机架上。取放盘机构1003的前方设置有提篮供盘机构1001，固接在机架上。

本发明的工作流程为：

工作人员将晶圆放置在晶圆装夹治具4004内，再放置到晶圆移载机构1010的指定位置，晶圆移载机构1010带动晶圆移载到晶圆定位相机5004下方，晶圆定位相机5004对晶圆进行定位（人工放置晶圆到晶圆装夹治具4004内，会与图纸模拟位置有误差，对晶圆进行定位，就是知道实际与模拟位置相差的关系，再由图3中的晶圆移载机构1010进行位置修正，进行补偿，补偿是由视觉算法进行计算），晶片折取移载机构1008与顶针机构1011相互作用，顶针机构1011的顶针机构电机9001驱动顶针9004向上移动，到达挨着晶片的下方位置，上方晶片折取移载机构1008的取料侧的第二吸嘴5009下降到挨着晶片的上方位置，此时顶针9004与第二吸嘴5009同时向上移动，顶针9004将晶片折取下来，与此同时第二吸嘴5009吸附住掉下来的晶片。

通过晶片折取移载机构1008的摆臂驱动单元5001驱动摆臂组件5003旋转180°，两个吸嘴位置切换，将折取下的晶片放置到分度圆盘机构1007上的分度盘接料工位，即目前的分度基座1号位3001上，通过分度盘驱动单元3014的驱动，分度基座1号位3001依次从分度盘接料工位、正面检测工位、分度盘收料工位、清扫工位经过，在分度盘收料工位产品被晶片收纳移载机构1004取走，其中，每个分度基座上方均有真空吸附孔，分度盘驱动单元3014驱动分度基座做工位切换的时候，晶片被吸附在工位上。

分度圆盘机构1007带动晶片运动到晶片正面检测机构1005下方时，对晶片进行取像，进行外观判断，根据晶片的检测结果，判断晶片去向，进行不同的操作：①如果产品为良品，则晶片收纳移载机构1004中的驱动收纳移载吸嘴组件6003移动到分度盘收料工位，收纳工位破真空组件3009的气缸运动，断开对应的真空通气组件3010，收纳移载吸嘴组件6003将晶片取走，移动到晶片反面检测机构1002上方停止，晶片反面检测机构1002对吸嘴上的晶片进行取像，进行产品外观判断。如果产品为良品则移载到取放盘机构1003的晶片承载盘7008上，经过取放盘机构1003与提篮供盘机构1001的相互作用，完成取放盘动作。如果产品为不良品则移载到不良品盒组件1103。②如果产品为不良品，则不进行取料，分度盘驱动单元3014继续带动晶片进行运动到清扫吸头3011下方，清扫破真空组件3008气缸运动，断开对应的真空通气组件3010，清扫组件气缸3015下降，清扫吸头3011将不良产品吸走，吸收到清扫过滤单元3012。

可见，本发明根据各机构间的精确配合，顺利实现模组供料、视觉定位、产品折取、外观检查、高速移载、提篮供盘、成品收纳等功能，并可以稳定的实现上述工艺的全部要求。本发明折取精度高，视觉定位使产品的性能稳定，良品率高，供收料互不干扰，收纳效率高，因此整个设备生产效率和可靠性极高。

本发明外观检查工序在机台中部，独立的移载工位，不占用整体设备的折取与收纳时间，提高了生产效率。

本发明结构紧凑、性价比高，可兼容不同机种。

目前本实施例设备可做4寸及4寸以下晶圆，最小产品可做至0.73mm×0.5mm（晶圆尺寸由图3中的晶圆移载机构1010模组的极限行程决定。最小产品的尺寸，由相机的视野决定）。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种可自动折断晶片检查移载的折取机，其特征在于：包括机架，所述机架上安装有晶圆移载机构、晶片折取移载机构、顶针机构、分度圆盘机构、晶片收纳移载机构和取放盘机构，

所述晶圆移载机构包括上下两层垂直安装的线性模组，所述线性模组上安装有晶圆装夹治具，用于驱动晶圆在平面内移动；

所述晶片折取移载机构用于在晶圆移载机构和分度圆盘机构之间对晶圆进行折取和传送，所述晶片折取移载机构中间安装有摆臂驱动单元，所述摆臂驱动单元下方安装有摆臂组件，所述摆臂组件包括放料侧的吸嘴和取料侧的吸嘴，所述摆臂驱动单元带动下方两侧的吸嘴进行180°循环摆臂动作，实现两侧吸嘴位置的切换；所述摆臂驱动单元两侧安装有取料侧下压组件与放料侧下压组件，所述取料侧下压组件的取料侧下压头与放料侧下压组件的放料侧下压头分别按压两侧的吸嘴向下移动，实现吸嘴的取放料动作；在所述摆臂组件取料侧设置有晶圆定位相机；

所述顶针机构位于晶圆装夹治具下方，所述顶针机构包括Z向顶针机构模组和滑动连接在Z向顶针机构模组上的顶针，所述顶针沿Z向顶针机构模组上下移动，所述顶针机构与晶片折取移载机构的取料侧的吸嘴相对应，配合折取晶片；

所述分度圆盘机构通过分度盘驱动单元带动上方圆盘组件进行工位切换，实现晶片位置的切换；所述分度圆盘机构左侧设置有晶片反面检测机构；所述分度圆盘机构的正面检测工位上方，设置有晶片正面检测机构；

所述圆盘组件外围均匀布置有多个分度基座，分别是分度基座1号位、分度基座2号位、分度基座3号位、分度基座4号位、分度基座5号位、分度基座6号位、分度基座8号位及分度基座7号位，所述圆盘组件内圈设置有与上述分度基座数量相同的真空通气组件，所述分度基座1号位所在位置为分度盘接料工位，所述分度基座3号位所在位置为正面检测工位，所述分度基座5号位所在位置为分度盘收料工位，所述分度基座7号位所在位置为清扫工位；

所述分度圆盘机构清扫工位上方设置有清扫组件，所述清扫组件包括清扫吸头和清扫组件气缸，所述清扫组件气缸驱动清扫吸头上下移动，所述清扫吸头与清扫过滤单元一侧气路连接，所述清扫过滤单元另一侧气路与负压源连接；

所述晶片收纳移载机构从分度圆盘机构取料并传递，所述晶片收纳移载机构包括料盘定位相机，所述料盘定位相机一侧安装有收纳移载吸嘴组件，所述料盘定位相机和收纳移载吸嘴组件安装于收纳移载X轴上，沿收纳移载X轴往复移动；

所述取放盘机构承载晶片收纳移载机构移载的晶片，所述取放盘机构包括取放盘机构Y轴、料盘夹紧气缸、料盘定位盖板、取放盘托板、倒手位料盘检测、倒手组件、料盘夹紧托盘和移动架体，所述倒手组件固定在倒手组件立板上端，所述倒手位料盘检测固定位于倒手组件的一侧，所述移动架体滑动安装于取放盘机构Y轴上，所述料盘定位盖板两侧固定于移动架体上，所述料盘夹紧托盘位于料盘定位盖板下方，所述取放盘托板固定于料盘夹紧托盘前端，所述料盘夹紧气缸安装于移动架体内，该料盘夹紧气缸输出端与料盘夹紧托盘底部固定，所述料盘夹紧气缸驱动料盘夹紧托盘和取放盘托板上下运动，所述取放盘托板在取放盘机构Y轴上前后滑动，所述取放盘托板用于从提篮供盘机构中取放晶片承载盘，所述倒手组件用于放置取放盘托板承托的晶片承载盘，所述料盘定位盖板与料盘夹紧托盘配合夹紧晶片承载盘。

2.根据权利要求1所述的可自动折断晶片检查移载的折取机，其特征在于：所述提篮供盘机构包括提篮，所述提篮安装于提篮平台上，所述提篮平台安装于顶升单元上，通过提篮供盘驱动电机驱动提篮供盘驱动丝杠实现提篮平台的升降，有无检测传感器位于提篮的两侧，所述提篮内为等间距的放置晶片承载盘的组件，所述取放盘机构与提篮内的晶片承载盘进行交互衔接，完成供盘取盘送盘动作。

3.根据权利要求1所述的可自动折断晶片检查移载的折取机，其特征在于：所述线性模组包括晶圆移载X轴和晶圆移载Y轴，所述晶圆移载Y轴上安装有晶圆治具组件安装板，所述晶圆治具组件安装板上安装有晶圆装夹治具。

4.根据权利要求3所述的可自动折断晶片检查移载的折取机，其特征在于：所述晶圆装夹治具的四个边分别设置有定位豁口，所述晶圆治具组件安装板侧面安装有晶圆方向治具，所述晶圆方向治具有四个安装位置，四个安装位置分别对应晶圆装夹治具不同边的定位豁口，所述定位豁口与晶圆方向治具组合，起到放置晶圆装夹治具时的防呆作用。

5.根据权利要求1所述的可自动折断晶片检查移载的折取机，其特征在于：所述放料侧的吸嘴和取料侧的吸嘴通过滑轨与减速器驱动的旋转台形成滑动连接，所述放料侧的吸嘴、取料侧的吸嘴、取料侧下压头和放料侧下压头分别通过各自拉簧收缩回复原位。

6.根据权利要求1所述的可自动折断晶片检查移载的折取机，其特征在于：所述分度圆盘机构上方设置有清扫破真空组件与收纳工位破真空组件，所述清扫破真空组件与收纳工位破真空组件悬臂于分度圆盘机构上方，所述清扫破真空组件与收纳工位破真空组件分别设置在清扫工位与分度盘收料工位所对应的真空通气组件的上方。

7.根据权利要求1所述的可自动折断晶片检查移载的折取机，其特征在于：所述晶片正面检测机构包括正面检测相机，所述正面检测相机安装于正面检测调整组件上，用于调整正面检测相机的位置；所述晶片反面检测机构包括反面检测相机，所述反面检测相机安装于反面检测安装座上，该反面检测相机一侧设置有不良品盒组件。

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