CN116329110A - 芯片测试排列设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片测试排列设备，涉及芯片加工设备技术领域，芯片测试排列设备包括机械手组件、测试组件、视觉定位组件和下料组件。机械手组件用于拾取巴条并带动巴条移动；测试组件用于固定机械手移送过来的巴条并测试巴条的性能指标。视觉定位组件包括间隔设置的第一视觉相机和第二视觉相机，第一视觉相机和第二视觉相机均电性连接机械手组件，第一视觉相机位于测试组件的上方，用于配合机械手组件将巴条放置在测试组件上。下料组件设于第二视觉相机的下方，第二视觉相机用于控制机械手组件将测试完毕的巴条放置并排列在下料组件，以使下料组件上的多个巴条平行，从而在后续的切割工序中，能够一次性切割多个巴条，提高了工作效率。

Description

芯片测试排列设备

技术领域

本发明涉及芯片加工设备技术领域，尤其涉及一种芯片测试排列设备。

背景技术

现代信号传输广泛采用光通讯，要保证光通讯的可靠性，在光通讯模块生产的各个环节，都需要进行可靠性测试。通讯模块的核心是激光芯片，激光芯片生产流程中，晶圆生产好后，会切割成一根根细长条状，称之为巴条（bar）。为了提高生产效率，通常是对整个巴条进行测试完成后，再将巴条切割成一个个的芯片（chip）。为了提高切割巴条的效率，通常是额外配置一台排列设备，该排列设备用于排列测试完毕之后的巴条，以便于切割机能够一次性切割多个巴条，从而提高生产芯片的效率。然而，额外配置一台排列设备，不仅成本非常高昂，而且整理设备需要额外占用工作空间。在一些现有专利中，例如公告号为CN216792376U的现有专利，没有任何用于排列巴条的结构，所以有必要提供一种芯片测试排列设备来解决现有技术的不足。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种芯片测试排列设备，解决现有技术中需要额外配置一台排列设备用于排列巴条，不仅成本非常高昂，而且排列设备需要额外占用工作空间的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种芯片测试排列设备，包括：

机械手组件，用于拾取巴条并带动所述巴条移动；

测试组件，用于固定所述机械手移送过来的巴条并测试所述巴条的性能指标；

下料组件，所述下料组件具有用于巴条下料的下料工位；

视觉定位组件，包括间隔设置的第一视觉相机和第二视觉相机，所述第一视觉相机和所述第二视觉相机均电性连接所述机械手组件，所述第一视觉相机用于配合所述机械手组件将巴条放置在所述测试组件上;所述第二视觉相机用于控制所述机械手组件将测试完毕的巴条放置并排列在所述下料工位，以使所述下料工位上的多个所述巴条相互平行。

在其中一个实施例中，所述机械手组件包括驱动电机、驱动轴、滑块、滑轨和吸附件，所述驱动轴螺纹连接于所述滑块，所述滑块滑动设于所述滑轨上，所述吸附件设于所述滑块上，所述驱动电机连接所述驱动轴，所述驱动电机用于带动所述驱动轴转动，以使所述驱动轴通过螺纹配合而带动所述滑块在所述滑轨上滑动，从而所述滑块带动所述吸附件上下移动，所述吸附件用于吸附巴条。

在其中一个实施例中，所述吸附件呈漏斗状，所述吸附件面积较小的一端具有多个呈线性设置的吸附孔，所述吸附孔用于吸附固定所述巴条。

在其中一个实施例中，所述下料组件包括座体、第一滑座和第二滑座，所述第一滑座沿第一方向滑动设于所述座体，所述第二滑座沿第二方向滑动设于所述第一滑座，所述第二方向与所述第一方向呈夹角设置，所述第二滑座用于接收放置经过所述测试组件测试完毕的巴条。

在其中一个实施例中，所述下料组件还包括转盘座和圆周驱动结构，所述圆周驱动结构包括相连接的转动件和圆周驱动电机，所述转动件转动连接于所述转盘座，所述转盘座设于第二滑座，所述圆周驱动电机用于带动所述转动件相对于所述转盘座转动，以调节位于所述转动件上的巴条的角度。

在其中一个实施例中，所述下料组件还包括竖直驱动结构，所述竖直驱动结构位于所述转动件的下方，所述竖直驱动结构包括相连接的竖直气缸和顶凸件，所述竖直气缸用于带动所述顶凸件朝向所述转动件运动，以抵压设于所述转动件上的蓝膜，从而将所述蓝膜上的巴条抵出。

在其中一个实施例中，所述顶凸件包括凸台，所述凸台具有多个呈线性设置的抽吸孔，所述抽吸孔用于吸附所述蓝膜。

在其中一个实施例中，所述芯片测试排列设备还包括上料组件，所述视觉定位组件还包括第三视觉相机，所述第三视觉相机位于所述上料组件的上方，所述第三视觉相机连接所述机械手组件，用于控制所述机械手组件拾取所述上料组件上的巴条。

在其中一个实施例中，所述测试组件包括载台结构、加电结构、功率测试结构和光发散角测试结构，所述载台结构用于固定所述机械手组件移送过来的巴条，所述加电结构用于对位于所述载台结构上的所述巴条通电，所述功率测试结构用于测试位于所述载台结构上的所述巴条的功率，所述光发散角测试结构用于测试位于所述载台结构上的所述巴条的发光角度。

在其中一个实施例中，所述载台结构包括相连接的载物台和加热件，所述加热件用于将所述载物台加热至预设温度，以使位于所述载物台上的巴条能够在预设温度下测试。

与现有技术相比，本发明包括的机械手组件先与第一视觉相机配合工作，以将巴条移送至测试组件测试，然后将测试完毕的巴条拾取并移送至下料组件放置。机械手组件与第二视觉相机相互配合工作，以对下料组件上的巴条排列整理，使下料组件上存放的多个巴条的长度延伸方向相互平行，从而在后续的切割工序中，切割部件能够一次性切割多个巴条，一次性形成多个芯片，极大地提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明芯片测试排列设备的结构示意图；

图2是本发明机械手组件的结构示意图；

图3是本发明上料组件的结构示意图；

图4是本发明上料组件的一个视角的拆解结构示意图；

图5是本发明上料组件的另外一个视角的拆解结构示意图；

图6是本发明顶凸件的结构示意图；

图7是本发明测试组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做清楚、完整的描述。显然，以下描述的具体细节只是本发明的一部分实施例，本发明还能够以很多不同于在此描述的其他实施例来实现。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的前提下，所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参考图1，本发明提供了一种芯片测试排列设备100，该设备用于对料盘内的每一个巴条逐个测试，并能够将测试完毕的巴条准确整齐地排列好，以便于后面工序的切割机能够一次性对多个巴条进行切割，从而提高生产芯片的效率。本发明无需再额外配置一台用于对巴条进行整理的设备，不仅节省了成本，而且节省了整理设备额外的占用空间。

需要强调的是，巴条是由多个芯片手拉手连接而成，相邻的芯片之间具有切割线。本发明的主要目的是将多个巴条测试完毕之后整齐有序地排列，使多个巴条相互平行。如果多个巴条的长度相同，则另外还需要将多个巴条的两端对齐，尤其是保持多个巴条的所有切割线对齐，切割线也可理解为相邻芯片之间的连接线，以便于后续的切割工序能够一次性沿着多个巴条的切割线切割，一次性产出多个芯片，从而提高生产芯片的效率。

芯片测试排列设备100包括上料组件1、测试组件2、视觉定位组件3、机械手组件4、下料组件5、底座6和横梁组件7，其中，上料组件1、测试组件2、下料组件5和横梁组件7均设于底座6上，视觉定位组件3和机械手组件4均设于横梁组件7上。

上料组件1用于存放待测试的多个巴条，并能够调节每个巴条相对于机械手组件4的位置，以便于机械手组件4能够准确且稳定地吸附巴条，将巴条携带至测试组件2。测试组件2用于对机械手组件4携带过来的巴条进行测试，主要测试巴条的一些常规参数指标，例如在特定温度下的前光功率、后光功率或光发散角等。下料组件5具有下料工位，下料工位5用于接收测试完毕的巴条，机械手组件4能够配合视觉定位组件3，以将各个巴条依次平行排列整齐。

横梁组件7包括第一横梁架71和第二横梁架72，第一横梁架71和第二横梁架72均设于底座6，并沿着底座6的宽度方向间隔布置。第一横梁架71用于安装视觉定位组件3，第二横梁架72用于滑动安装机械手组件4，机械手组件4能够在第二横梁架72上来回滑动，以便于携带巴条移动至测试组件2和下料组件5。

视觉定位组件3包括第一视觉相机31、第二视觉相机32和第三视觉相机33，第一视觉相机31、第二视觉相机32和第三视觉相机33均电性连接于机械手组件。其中，第三视觉相机33设于上料组件1的上方，第三视觉相机33能够配合机械手组件4，以使机械手组件4能够精准地拾取上料组件1上预备的待测试的巴条。第一视觉相机31设于测试组件2的上方，第一视觉相机31用于配合机械手组件4，以使机械手组件4能够精准地将巴条放置在测试组件2上，以便于测试组件2的测试部件能够准确地测试巴条。第二视觉相机32设于下料工位的上方，第二视觉相机32用于配合机械手组件4，以使机械手组件4能够精准地将测试完毕的巴条逐个在下料工位上整齐排列，使得排列的多个巴条相互平行，且每个巴条的切割线相互对齐，便于后续的切割工序能够一次性切割多个巴条，提高芯片的生产效率。

图1所示实施例的第一视觉相机31、第二视觉相机32和第三视觉相机33均通过固定连接的方式安装于第一横梁架71上，在其它实施例中，第一视觉相机31、第二视觉相机32和第三视觉相机33还可以部分或者全部通过滑动连接的方式安装于第一横梁架71，以便于灵活调节多个视觉相机的位置。

参考图2，机械手组件4包括滑板41和设于滑板41上的第一吸附结构42及第二吸附结构43，第一吸附结构42和第二吸附结构43的结构一致，均用于真空吸附单个巴条。

滑板41滑动设于第二横梁架72，滑板41能够在第二横梁架72上来回滑动，以同时调节第一吸附结构42及第二吸附结构43的位置。在实际工作过程中，可以先控制第一吸附结构42吸附一个巴条后，再控制第二吸附结构43吸附另一个巴条，然后滑板41再同时带动第一吸附结构42及第二吸附结构43移动至测试组件2，相当于一次带动两个巴条移动至测试组件2，有利于提高工作效率。

第一吸附结构42包括驱动电机421、驱动轴422、滑块423、滑轨424和吸附件425，其中，驱动轴422螺纹连接于滑块423，滑块423滑动设于滑轨424上，吸附件425设于滑块423上，驱动电机421连接驱动轴422，用于带动驱动轴422转动，以使驱动轴422通过螺纹配合而带动滑块423在滑轨424上滑动，从而滑块423带动吸附件425上下移动。当吸附件425向下移动时，吸附件425能够吸附位于上料组件1上的巴条。

吸附件425的底部具有近似漏斗形状的吸嘴426，吸嘴426的底部为长条状，以适配巴条的形状，以便于稳定地吸附巴条。吸嘴426的底部还具有吸附孔（图中未示出），吸附件425的顶部具有气管接头427，气管接头427连通吸附孔，且气管接头427还用于通过气管连通真空泵，以使真空泵驱使吸附孔吸附巴条。

参考图3、图4和图5，上料组件1包括座体11、第一滑座12、第二滑座13、顶盖14、转盘座15、竖直驱动结构16、圆周驱动结构17、第一驱动结构18和第二驱动结构19，其中，第一滑座12滑动设于座体11，第二滑座13滑动设于第一滑座12，顶盖14设于第二滑座13背向第一滑座12的一端，转盘座15设于顶盖14，圆周驱动结构17设于转盘座15。

圆周驱动结构17用于固定盛有巴条174的蓝膜件173，圆周驱动结构17能够相对转盘座15转动而调整巴条174的位置。

第一驱动结构18连接第一滑座12，以带动第一滑座12相对座体11来回滑动，从而调节巴条在第一方向上的位置，第一方向为第一滑座12的滑动方向。

座体11的相对两侧设置有第一轨道111和第二轨道112，第一滑座12的相对两侧设置有第三轨道121和第四轨道122，第一轨道111与第三轨道121配合滑动，第二轨道112与第四轨道122配合滑动，以使第一滑座12在座体11上来回滑动。

第一滑座12背向座体11的一侧设置有相对的第五轨道123和第六轨道124，第二滑座13面向第一滑座12的一侧设置有相对的第七轨道131和第八轨道132，第五轨道123与第七轨道131滑动配合，第六轨道124与第八轨道132滑动配合，以使第二滑座13在第一滑座12上来回滑动，以调节巴条在第二方向上的位置，第二方向为第二滑座13的滑动方向。

第二方向与第一方向相互垂直，在其它实施例中，第二方向与第一方向还可以呈其它夹角布置，在此不作过多限定。

第一驱动结构18通过气缸的伸缩来带动第一滑座12在座体11上来回滑动，第二驱动结构19通过气缸的伸缩来带动第二滑座13在第一滑座12上来回滑动。第一驱动结构18和第二驱动结构19均为常规的气缸结构，在此不作多余赘述。

竖直驱动结构16设于蓝膜件的下方，竖直驱动结构16用于将蓝膜件上的巴条174向上顶出，以便于机械手组件4的吸嘴426能够更稳定地吸附巴条174，将巴条174从蓝膜上脱离。

竖直驱动结构16包括相连接的竖直气缸161和顶凸件162，竖直气缸161能够带动顶凸件162上下移动，以通过顶凸件162将蓝膜件173上的巴条174向上顶出。蓝膜件173上的蓝膜具有一定的粘性，巴条174通过粘接的方式固定在蓝膜上，巴条174位于蓝膜背向顶凸件162的一侧，顶凸件162在蓝膜背向巴条174的一侧，靠近蓝膜上升对准具有巴条174的蓝膜部位，将巴条174顶起来。当顶凸件162向上顶蓝膜时，蓝膜向上发生形变，巴条174向上顶出，便于机械手组件4的吸嘴426真空吸附巴条174。

参考图6，顶凸件162具有凸台163，凸台163为长方体形状，与巴条174相适配，吸附巴条的面积大。凸台163上开设有多个抽吸孔164，多个抽吸孔164沿着凸台163的长度方向均匀间隔布置。多个抽吸孔164同时连接真空泵，以使每一抽吸孔164均能够形成负压。顶凸件162在抵压蓝膜的过程中，顶凸件162的多个抽吸孔164同时吸附蓝膜，以避免机械手组件4的吸嘴426在吸附巴条时，同时对蓝膜抽吸而导致蓝膜容易破损。

圆周驱动结构17包括相连接的圆周驱动电机171和转动件172，圆周驱动电机171固定设于转盘座15，转动件172转动设于转盘座15。转动件172用于安装固定蓝膜件，蓝膜件上粘接有多个巴条。圆周驱动电机171能够带动转动件172相对转盘座15转动，以调节巴条相对于顶凸件162的角度，最终使得巴条的长度方向与顶凸件162的长度方向相互平行，顶凸件162有利于将巴条顶出。

需要强调的是，下料组件5的结构与上料组件1的结构一致，因此下料组件5的具体结构不再多余赘述。下料组件5的第一驱动结构和第二驱动结构主要用于调节巴条的位置，以使放置在蓝膜上的多个巴条能够相互平行。

测试组件2包括载台结构21、加电结构22、功率测试结构23和光发散角测试结构24。

载台结构21包括第一电机211、载物台212和加热件213，载物台212用于对机械手组件4移送过来的巴条吸附固定，第一电机211通过丝杆螺纹传动来带动载物台212往复运动，以调节位于载物台212上的巴条的位置，使巴条处于一个合适的测试位置。

加热件213连接载物台212，用于对载物台212加热至预设温度，从而使载物台212上的巴条能够在预设温度下测试其性能指标。载物台212的顶部具有多个真空吸孔，多个真空吸孔沿着载物台的长度方向呈线性间隔布置，以便于充分吸附巴条。

加电结构22包括加电针221和背光件222，加电针221具有两个，分别用于接触巴条的正极和负极，以使巴条通电发光。背光件222临近加电针221设置，背光件222用于测试巴条的背光功率。

参考图7，功率测试结构23包括功率探头231、光纤准直器232、位置调试辅助相机233和第二电机234，第二电机234用于通过丝杆螺纹传动来带动功率探头231、光纤准直器232、位置调试辅助相机233往复运动，以调节各个测试器件的位置。位置调试辅助相机233在第二电机234的带动下能够对准载物台212上的巴条，由于位置调试辅助相机233和功率探头231、光纤准直器232的相对位置是固定的，所以可通过位置调试辅助相机233来调节功率探头231、光纤准直器232相对巴条的位置，从而使功率探头231、光纤准直器232处于合适的测试位置。

光纤准直器232能够接收巴条在通电时发出的光，功率探头231能够测试光纤准直器232接收的光的功率，以得出巴条的前光功率。该测试原理为现有技术，在此不再多余赘述。

光发散角测试结构24包括光角度测试件241，光角度测试件241呈直角形状，便于充分接收巴条散发的光，有利于准确测试巴条的发光发散角。

当测试组件2对巴条测试完毕之后，机械手组件4的吸嘴426将巴条吸附并移动至下料组件5，下料组件5上方的第三视觉相机33能够实时监测巴条是否放置在预设的目标位置，预设的目标位置位于下料组件5的蓝膜上，最终下料组件5的蓝膜上放置的多个巴条呈相互平行且间隔布置，以便于在下一切割工位（图中未示出）能够一次性对多个巴条进行切割，一次性形成多个芯片，极大地提高了加工效率。

需要强调的是，当机械手组件4配合第三视觉相机33完成一个巴条的放置之后，下料组件5通过第一驱动结构和第二驱动结构的配合工作，控制用于放置巴条的蓝膜的位置，以使蓝膜的下一个放置巴条的位置对准第三视觉相机33的十字光标处，机械手组件4将巴条放置在第三视觉相机33的十字光标对应的蓝膜位置，放置好巴条之后，下料组件5再次通过第一驱动结构和第二驱动结构带动蓝膜移动，以使蓝膜上下一个放置巴条的位置对准第三视觉相机33的十字光标处，以此类推，直至所有的测试完毕的巴条均平行地放置在蓝膜上。若在蓝膜上放置的巴条未平行，那么机械手组件4会重新吸附巴条，然后下料组件5控制蓝膜调整位置，直至该巴条与蓝膜上的其它巴条平行，机械手组件4再将该巴条放置在蓝膜上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、替换及改进，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (10)

1.一种芯片测试排列设备，其特征在于，包括：

机械手组件，用于拾取巴条并带动所述巴条移动；

测试组件，用于固定所述机械手移送过来的巴条并测试所述巴条的性能指标；

下料组件，所述下料组件具有用于巴条下料的下料工位；

视觉定位组件，包括间隔设置的第一视觉相机和第二视觉相机，所述第一视觉相机和所述第二视觉相机均电性连接所述机械手组件，所述第一视觉相机用于配合所述机械手组件将巴条放置在所述测试组件上;所述第二视觉相机用于控制所述机械手组件将测试完毕的巴条放置并排列在所述下料工位，以使所述下料工位上的多个所述巴条相互平行。

2.根据权利要求1所述的芯片测试排列设备，其特征在于，所述机械手组件包括驱动电机、驱动轴、滑块、滑轨和吸附件，所述驱动轴螺纹连接于所述滑块，所述滑块滑动设于所述滑轨上，所述吸附件设于所述滑块上，所述驱动电机连接所述驱动轴，所述驱动电机用于带动所述驱动轴转动，以使所述驱动轴通过螺纹配合而带动所述滑块在所述滑轨上滑动，从而所述滑块带动所述吸附件上下移动而吸附巴条。

3.根据权利要求2所述的芯片测试排列设备，其特征在于，所述吸附件呈漏斗状，所述吸附件面积较小的一端具有多个呈线性设置的吸附孔，所述吸附孔用于吸附所述巴条。

4.根据权利要求1所述的芯片测试排列设备，其特征在于，所述下料组件包括座体、第一滑座和第二滑座，所述第一滑座沿第一方向滑动设于所述座体，所述第二滑座沿第二方向滑动设于所述第一滑座，所述第二方向与所述第一方向呈夹角设置，所述第二滑座用于接收放置经过所述测试组件测试完毕的巴条。

5.根据权利要求4所述的芯片测试排列设备，其特征在于，所述下料组件还包括转盘座和圆周驱动结构，所述圆周驱动结构包括相连接的转动件和圆周驱动电机，所述转动件转动连接于所述转盘座，所述转盘座设于第二滑座，所述圆周驱动电机用于带动所述转动件相对于所述转盘座转动，以调节位于所述转动件上的巴条的角度。

6.根据权利要求5所述的芯片测试排列设备，其特征在于，所述下料组件还包括竖直驱动结构，所述竖直驱动结构位于所述转动件的下方，所述竖直驱动结构包括相连接的竖直气缸和顶凸件，所述竖直气缸用于带动所述顶凸件朝向所述转动件运动，以抵压设于所述转动件上的蓝膜，从而将所述蓝膜上的巴条抵出。

7.根据权利要求6所述的芯片测试排列设备，其特征在于，所述顶凸件包括凸台，所述凸台具有多个呈线性设置的抽吸孔，每一所述抽吸孔均用于吸附所述蓝膜。

8.根据权利要求1所述的芯片测试排列设备，其特征在于，所述芯片测试排列设备还包括上料组件，所述视觉定位组件还包括第三视觉相机，所述第三视觉相机位于所述上料组件的上方，所述第三视觉相机连接所述机械手组件，用于控制所述机械手组件拾取所述上料组件上的巴条。

9.根据权利要求1所述的芯片测试排列设备，其特征在于，所述测试组件包括载台结构、加电结构、功率测试结构和光发散角测试结构，所述载台结构用于固定所述机械手组件移送过来的巴条，所述加电结构用于对位于所述载台结构上的所述巴条通电，所述功率测试结构用于测试位于所述载台结构上的所述巴条的功率，所述光发散角测试结构用于测试位于所述载台结构上的所述巴条的发光角度。

10.根据权利要求9所述的芯片测试排列设备，其特征在于，所述载台结构包括相连接的载物台和加热件，所述加热件用于将所述载物台加热至预设温度，以使位于所述载物台上的巴条能够在预设温度下测试。

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