CN116206997B - 基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统，涉及封装管理技术领域，解决了未对半导体的性能进行测试，测试对应的半导体是否可在多种不同环境下运行，同时，未对异常的半导体进行可靠性测试，从而降低生产损失的技术问题，对半导体进行分析测试判断半导体是否正常，再进行信号测试，判定是否信号测试正常；所测试的温度均未出现异常情况时，则此半导体可正常运行，不存在任何问题，若测试的温度出现异常时，则代表此半导体为异常半导体，再对异常半导体进行可靠性测试，判断异常半导体是否会影响正常使用，经过多重分析测试，便可提升半导体测试的精准度，并同时分析异常半导体的可靠度，提升整体的封装控制管理效果。

Description

基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统

技术领域

本发明属于封装管理技术领域，具体是基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统。

背景技术

半导体封装是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程，封装过程为：来自晶圆前道工艺的晶圆通过划片工艺后被切割为小的晶片，然后将切割好的晶片用胶水贴装到相应的基板架上，再利用超细的金属导线或者导电性树脂将晶片的接合焊盘连接到基板的相应引脚并构成所要求的电路；

半导体生产流程由晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试组成，塑封之后，还要进行一系列操作，如后固化、切筋和成型、电镀以及打印等工艺；

专利公开号为CN113472253B的发明提供了一种半导体封装控制系统的控制方法，属于半导体技术领域，本发明首先基于PID/PI/PI控制位置环、速度环和电流环，在此基础上以控制对象、电流环和速度环作为一个控制整体，在位置环加入加速度和速度前馈提高系统响应能力，保证“目标跟踪特性”性能，同时也在位置环加入特定的干扰观测器，提高内部干扰和外部干扰的抑制能力，实现“外扰抑制特性”性能。

半导体在全自动生产封装管理过程中，一般对半导体进行表面分析，确定半导体表面正常，再进行信号测试，确认半导体可进行正常运行，但却未对半导体的性能进行测试，测试对应的半导体是否可在多种不同环境下运行，同时，未对异常的半导体进行可靠性测试，从而降低生产损失。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统，用于解决未对半导体的性能进行测试，测试对应的半导体是否可在多种不同环境下运行，同时，未对异常的半导体进行可靠性测试，从而降低生产损失的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统，包括图形获取终端、封装管理中心以及显示终端；

所述封装管理中心包括图像分析模块、异常确认模块、存储模块、信号生成模块、测试模块以及温度控制模块；

所述图像分析模块包括距离分析单元以及引脚分析单元，所述测试模块包括信号测试单元以及参数测试单元；

所述图像获取终端，获取已经完成封装的半导体外表面的整体图像，并将所获取的整体图像传输至封装管理中心内；

所述封装管理中心内部的图像分析模块，对整体图像进行图像分析，预先通过距离分析单元，对晶片与基板对角点距离的参数进行分析，再对半导体四周的引脚进行分析，生成图像分析结果，具体方式为：

根据所获取的整体图像，对晶片四周边角点进行确定，并依次对所确定的边角点进行标记；

后续根据所标记的边角点，对基板内部的边角点进行确认，获取晶片边角点与基板边角点之间的距离值，得到若干组对应的距离值；

分析四组距离值是否相等，若相等，代表晶片位置安装位置正常，并对指定半导体赋值1，反之，代表晶片位置安装异常，并对指定半导体赋值0；

引脚分析单元再对半导体四周引脚图像进行获取，并将对立的引脚图像拟定为比对集合，将比对集合内部的引脚图像进行镜像分析比对，若干组比对集合内，所存在的引脚图像均一致时，再次对指定半导体赋值1，若存在不一致情况，对指定半导体赋值0；

将赋值完毕后的半导体编号传输至异常确认模块内；

所述异常确认模块，对半导体编号进行接收，根据图像分析结果，判定半导体是否正常，具体方式为：

确认指定的半导体，并获取指定半导体的赋值，将赋值为“11”的半导体标记为正常半导体，通过测试模块进行再测试处理；

若指定半导体的赋值与“11”不一致，将指定的半导体标记为异常半导体，并通过信号生成模块生成异常信号，将异常半导体的编号以及异常信号传输至显示终端内展示；

所述测试模块，对判定为正常的半导体进行测试处理，预先通过信号测试单元进行信号测试，若信号测试异常，则直接标记为异常品，若信号测试异常，则通过参数测试单元，进行参数分析测试处理；

所述参数测试单元，对信号测试正常的半导体进行参数测试处理，通过温度控制模块控制外部环境温度，确定一组异常温度，根据所确定的异常温度，再次进行可靠性测试，分析对应的半导体是否会影响正常使用。

优选的，所述信号测试单元进行信号测试的具体方式为：

信号测试单元，预先对正常半导体进行信号测试，向半导体内发送某组测试信号，分析测试信号的输出时长，并将输出时长标记为SC_i，其中i代表不同的正常半导体；

从存储模块内提取预设参数Y1，其中预设参数Y1为预设值，将输出时长SC_i与Y1进行比对，当SC_i≤Y1时，代表正常半导体测试正常，通过参数测试单元进行参数测试处理，反之，通过信号生成模块生成异常信号。

进一步的，所述参数测试单元，对信号测试正常的半导体进行参数测试处理的具体方式为：

S1、通过温度控制模块确定一组外部环境温度，外部环境温度提前由操作人员拟定，限定监测周期T，向信号测试正常的半导体输入最佳的功率参数，并对输出的功率参数进行记录，建立功率参数曲线图，其横向坐标轴参数为时间值，竖向坐标轴参数为输出的功率参数；

S2、将输出的功率参数标记为GL_i-t，其中t代表不同的时间点，每组时间点之间间隔1秒，且t=1、2、……、n，从存储模块内提取预设参数Y2，其中预设参数Y2为预设值；

S3、当GL_i-t≥Y2时，不进行任何处理，反之，将所确定的外部环境温度标记为异常温度；

S4、温度控制模块依次改变外部环境温度，重复步骤S1-S3，对此正常半导体工作异常的异常温度依次进行确认；

S5、将正常半导体的外部环境温度确认为异常温度，对正常半导体再次进行参数测试，并通过信号生成模块生成可靠信号或不可靠信号，传输至显示终端内；具体方式为：

S51、将正常半导体的输入参数从0逐步提升，提升至最大承受值，其中最大承受值为预设值；

S52、依次获取对应输入参数所产生的输出参数，并将输出参数标记为SCk，将输入参数标记为SRk，其中k代表不同的测试阶段；

S53、采用SRk÷SCk=BDk得到比值参数BDk；

S54、再对此正常半导体的其他异常温度进行参数测试，重复步骤S51-S53得到若干个比值，并将若干组比值参数BDk进行捆绑，得到比值区间；

从存储模块内提取预设区间，将比值区间与预设区间进行比对，当比值区间属于预设区间时，通过信号生成模块生成可靠信号，传输至显示终端内进行展示，当比值区间不属于预设区间时，通过信号生成模块生成不可靠信号，传输至显示终端内进行展示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过图像分析，对封装后的半导体进行分析测试，判断半导体是否正常，再对正常的半导体进行信号测试，判定外表正常的半导体是否信号测试正常；

信号测试正常后，再对半导体进行温度测试，所测试的温度均未出现异常情况时，则此半导体可正常运行，不存在任何问题，若测试的温度出现异常时，则代表此半导体为异常半导体，再对异常半导体进行可靠性测试，判断异常半导体是否会影响正常使用，经过多重分析测试，便可提升半导体测试的精准度，并同时分析异常半导体的可靠度，便可避免异常半导体的丢弃，降低生产损失，以此提升整体的封装控制管理效果。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本申请提供了基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统，包括图形获取终端、封装管理中心以及显示终端；

所述图像获取终端与封装管理中心输入端电性连接，所述封装管理中心与显示终端输入端电性连接；

所述封装管理中心包括图像分析模块、异常确认模块、存储模块、信号生成模块、测试模块以及温度控制模块；

所述图像分析模块包括距离分析单元以及引脚分析单元，所述测试模块包括信号测试单元以及参数测试单元，所述存储模块分别与图像分析模块以及测试模块输入端电性连接，所述图像分析模块与异常确认模块输入端电性连接，所述异常确认模块分别与信息生成模块以及测试模块输入端电性连接，所述测试模块与温度控制模块输入端电性连接；

所述图像获取终端，获取已经完成封装的半导体外表面的整体图像，并将所获取的整体图像传输至封装管理中心内；

所述封装管理中心内部的图像分析模块，对整体图像进行图像分析，预先通过距离分析单元，对晶片与基板对角点距离的参数进行分析，再对半导体四周的引脚进行分析，判定此半导体是否处于正常状态，其中进行图像分析的具体方式为：

根据所获取的整体图像，对晶片四周边角点进行确定，并依次对所确定的边角点进行标记；

后续根据所标记的边角点，对基板内部的边角点进行确认，获取晶片边角点与基板边角点之间的距离值，得到若干组对应的距离值；

分析四组距离值是否相等，若相等，代表晶片位置安装位置正常，并对指定半导体赋值1，反之，代表晶片位置安装异常，并对指定半导体赋值0；

引脚分析单元，对半导体四周引脚图像进行获取，并将对立的引脚图像拟定为比对集合，将比对集合内部的引脚图像进行镜像分析比对，若干组比对集合内，所存在的引脚图像均一致时，再次对指定半导体赋值1，若存在不一致情况，对指定半导体赋值0；

将赋值完毕后的半导体编号传输至异常确认模块内。

结合实际应用场景分析，所分析的半导体图像，其内部的晶片与对应基板之间边角距离值分别为10、10.5、11、11；

其中，四组边角距离值则不相等，则对指定的半导体赋值0；

半导体图像存在四组引脚，左右两组引脚个数分别为60个，上下两组引脚个数分别为70个，则上下镜像比对无误，左右镜像比对无误，引脚测试正常时，对指定的半导体赋值1；

只有半导体赋值均为1时，才只能代表此半导体正常，否则，此半导体则处于异常状态。

所述异常确认模块，对半导体编号进行接收，根据图像分析结果，判定半导体是否正常，判定方式为：

确认指定的半导体，并获取指定半导体的赋值，将赋值为“11”的半导体标记为正常半导体，通过测试模块进行再测试处理；

若指定半导体的赋值与“11”不一致，将指定的半导体标记为异常半导体，并通过信号生成模块生成异常信号，将异常半导体的编号以及异常信号传输至显示终端内展示，供外部人员进行查看。

所述测试模块，对判定为正常的半导体进行测试处理，预先通过信号测试单元进行信号测试，若信号测试异常，则直接标记为异常品，若信号测试异常，则通过参数测试单元，进行参数分析测试处理，其中，进行测试处理的具体方式为：

信号测试单元，预先对正常半导体进行信号测试，向半导体内发送某组测试信号，分析测试信号的输出时长，并将输出时长标记为SC_i，其中i代表不同的正常半导体；

从存储模块内提取预设参数Y1，其中预设参数Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，将输出时长SC_i与Y1进行比对，当SC_i≤Y1时，代表正常半导体测试正常，通过参数测试单元进行参数测试处理，反之，通过信号生成模块生成异常信号，传输至显示终端内进行展示；

结合实际应用场景分析，其中，分别存在两组正常半导体，其中一组正常半导体的信号输出时长为1.2秒，另一组正常半导体的信号输出时长为0.9秒；

其中预设参数Y1为1秒，此时，另一组正常半导体才会显示信号测试正常，另一组则不正常，直接通过显示终端进行展示。

所述参数测试单元，对信号测试正常的半导体进行参数测试处理，通过温度控制模块控制外部环境温度，确定一组异常温度，根据所确定的异常温度，再次进行可靠性测试，分析对应的半导体是否会影响正常使用，其中进行参数测试处理的具体方式为：

S1、通过温度控制模块确定一组外部环境温度，限定监测周期T，其中T一般取值5min，向信号测试正常的半导体输入最佳的功率参数，并对输出的功率参数进行记录，建立功率参数曲线图，其横向坐标轴参数为时间值，竖向坐标轴参数为输出的功率参数；

S2、将输出的功率参数标记为GL_i-t，其中t代表不同的时间点，每组时间点之间间隔1秒，且t=1、2、……、n，从存储模块内提取预设参数Y2，其中预设参数Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定；

S3、当GL_i-t≥Y2时，不进行任何处理，反之，将所确定的外部环境温度标记为异常温度；

S4、温度控制模块依次改变外部环境温度，其中外部环境温度改变值一般拟定为30、60、70以及80℃，重复步骤S1-S3，对此正常半导体工作异常的异常温度依次进行确认；

S5、将正常半导体的外部环境温度确认为异常温度，对正常半导体再次进行参数测试，并通过信号生成模块生成可靠信号或不可靠信号，传输至显示终端内，再次进行参数测试的具体方式为：

S51、将正常半导体的输入参数从0逐步提升，提升至最大承受值，其中最大承受值为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定；

S52、依次获取对应输入参数所产生的输出参数，并将输出参数标记为SCk，将输入参数标记为SRk，其中k代表不同的测试阶段；

S53、采用SRk÷SCk=BDk得到比值参数BDk；

S54、再对此正常半导体的其他异常温度进行参数测试，重复步骤S51-S53得到若干个比值，并将若干组比值参数BDk进行捆绑，得到比值区间，从存储模块内提取预设区间，将比值区间与预设区间进行比对，当比值区间属于预设区间时，确定在此异常温度状态下，此半导体可靠性正常，并通过信号生成模块生成可靠信号，传输至显示终端内进行展示，当比值区间不属于预设区间时，代表此半导体在此异常温度状态下，可靠性异常，通过信号生成模块生成不可靠信号，传输至显示终端内进行展示，供外部操作人员进行查看。

结合实际应用场景分析，将外部环境温度控制在30℃，进行参数测试，在5min内，对所输出的功率参数进行确认，其中，最小的输出功率参数为50，其中Y2取值45；

其中50＞45，那么此时，此时所控制的外部环境温度并不属于异常温度，再对其他的60、70以及80℃进行依次测试，确认一组异常温度，若所有的测试温度均正常，则不进行任何处理，若确认有一组异常温度70，正常情况下，所控制的外部环境温度，均是正常半导体的正常工作温度，若在正常工作温度测试范围内，存储异常时，则代表此半导体可能为异常状态；

则控制此异常温度，对正常半导体进行再测试，将输入功率参数逐渐调节，从0调节至最大承受值，并对输出参数进行记录，获取所属比值；

根据若干个比值，确认比值区间，再将比值区间与预设区间进行比对，比对正常时，则此正常半导体可进行正常使用，反之，此正常半导体不能正常使用。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：首先通过图像分析，对封装后的半导体进行分析测试，判断半导体是否正常，再对正常的半导体进行信号测试，判定外表正常的半导体是否信号测试正常；

信号测试正常后，再对半导体进行温度测试，所测试的温度均未出现异常情况时，则此半导体可正常运行，不存在任何问题，若测试的温度出现异常时，则代表此半导体为异常半导体，再对异常半导体进行可靠性测试，判断异常半导体是否会影响正常使用，经过多重分析测试，便可提升半导体测试的精准度，并同时分析异常半导体的可靠度，提升整体的封装控制管理效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (5)

1.基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统，其特征在于，包括图形获取终端、封装管理中心以及显示终端；

所述封装管理中心包括图像分析模块、异常确认模块、存储模块、信号生成模块、测试模块以及温度控制模块；

所述图像分析模块包括距离分析单元以及引脚分析单元，所述测试模块包括信号测试单元以及参数测试单元；

所述图像获取终端，获取已经完成封装的半导体外表面的整体图像，并将所获取的整体图像传输至封装管理中心内；

所述封装管理中心内部的图像分析模块，对整体图像进行图像分析，预先通过距离分析单元，对晶片与基板对角点距离的参数进行分析，再对半导体四周的引脚进行分析，生成图像分析结果；

所述异常确认模块，对半导体编号进行接收，根据图像分析结果，判定半导体是否正常；

所述测试模块，对判定为正常的半导体进行测试处理，预先通过信号测试单元进行信号测试，若信号测试异常，则直接标记为异常品，若信号测试异常，则通过参数测试单元，进行参数分析测试处理；

所述参数测试单元，对信号测试正常的半导体进行参数测试处理，通过温度控制模块控制外部环境温度，确定一组异常温度，根据所确定的异常温度，再次进行可靠性测试，分析对应的半导体是否会影响正常使用；

所述图像分析模块，对整体图像进行图像分析的具体方式为：

根据所获取的整体图像，对晶片四周边角点进行确定，并依次对所确定的边角点进行标记；

后续根据所标记的边角点，对基板内部的边角点进行确认，获取晶片边角点与基板边角点之间的距离值，得到若干组对应的距离值；

分析四组距离值是否相等，若相等，代表晶片位置安装位置正常，并对指定半导体赋值1，反之，代表晶片位置安装异常，并对指定半导体赋值0；

引脚分析单元再对半导体四周引脚图像进行获取，并将对立的引脚图像拟定为比对集合，将比对集合内部的引脚图像进行镜像分析比对，若干组比对集合内，所存在的引脚图像均一致时，再次对指定半导体赋值1，若存在不一致情况，对指定半导体赋值0；

将赋值完毕后的半导体编号传输至异常确认模块内。

2.根据权利要求1所述的基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统，其特征在于，所述异常确认模块，判定半导体是否正常的具体方式为：

确认指定的半导体，并获取指定半导体的赋值，将赋值为“11”的半导体标记为正常半导体，通过测试模块进行再测试处理；

若指定半导体的赋值与“11”不一致，将指定的半导体标记为异常半导体，并通过信号生成模块生成异常信号，将异常半导体的编号以及异常信号传输至显示终端内展示。

3.根据权利要求1所述的基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统，其特征在于，所述信号测试单元进行信号测试的具体方式为：

预先对正常半导体进行信号测试，向半导体内发送某组测试信号，分析测试信号的输出时长，并将输出时长标记为SC_i，其中i代表不同的正常半导体；

从存储模块内提取预设参数Y1，其中预设参数Y1为预设值，将输出时长SC_i与Y1进行比对，当SC_i≤Y1时，代表正常半导体测试正常，通过参数测试单元进行参数测试处理，反之，通过信号生成模块生成异常信号。

4.根据权利要求3所述的基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统，其特征在于，所述参数测试单元，对信号测试正常的半导体进行参数测试处理的具体方式为：

S1、通过温度控制模块确定一组外部环境温度，外部环境温度提前由操作人员拟定，限定监测周期T，向信号测试正常的半导体输入最佳的功率参数，并对输出的功率参数进行记录，建立功率参数曲线图，其横向坐标轴参数为时间值，竖向坐标轴参数为输出的功率参数；

S2、将输出的功率参数标记为GL_i-t，其中t代表不同的时间点，每组时间点之间间隔1秒，且t=1、2、……、n，从存储模块内提取预设参数Y2，其中预设参数Y2为预设值；

S3、当GL_i-t≥Y2时，不进行任何处理，反之，将所确定的外部环境温度标记为异常温度；

S4、温度控制模块依次改变外部环境温度，重复步骤S1-S3，对此正常半导体工作异常的异常温度依次进行确认；

S5、将正常半导体的外部环境温度确认为异常温度，对正常半导体再次进行参数测试，并通过信号生成模块生成可靠信号或不可靠信号，传输至显示终端内。

5.根据权利要求4所述的基于半导体全自动生产线的封装控制管理系统，其特征在于，所述步骤S5中，对正常半导体再次进行参数测试的具体方式为：

S51、将正常半导体的输入参数从0逐步提升，提升至最大承受值，其中最大承受值为预设值；

S52、依次获取对应输入参数所产生的输出参数，并将输出参数标记为SCk，将输入参数标记为SRk，其中k代表不同的测试阶段；

S53、采用SRk÷SCk=BDk得到比值参数BDk；

S54、再对此正常半导体的其他异常温度进行参数测试，重复步骤S51-S53得到若干个比值，并将若干组比值参数BDk进行捆绑，得到比值区间；

从存储模块内提取预设区间，将比值区间与预设区间进行比对，当比值区间属于预设区间时，通过信号生成模块生成可靠信号，传输至显示终端内进行展示，当比值区间不属于预设区间时，通过信号生成模块生成不可靠信号，传输至显示终端内进行展示。