CN116798899B - 一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法，为了解决现今的列阵检测装置缺少备用芯片自动化替换装置，使得芯片更换不便且待测试的芯片板需要手工放置在检测装置下完成检测和检测完成后的替换，且使用光学定位时由于光源位置固定的技术问题，本发明通过芯片检测输送机构内替换芯片调整机构的设置，窄输送带前端设置有替换过的不良芯片，后端设置有备用的芯片，通过列阵芯片组件和窄输送带的搭配设置，使得窄输送带上的坐标定位与列阵芯片组件相互搭配，实现列阵芯片输送机构和替换芯片调整机构的并排和输送，通过芯片检测吸取机构内打光环的设置，将打光环设置为芯片检测吸取机构的一部分防止遮挡。

Description

一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及芯片封测技术领域，特别涉及一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法。

背景技术

芯片封测列阵位置检测的方法通常使用光学显微镜、电子显微镜等技术，结合图像处理和计算机视觉算法，对芯片表面进行高精度的扫描和分析，以确定每个芯片在列阵中的位置，检测目的是为了提高芯片生产效率和降低成本，同时减少不良产品的数量，通过将多个芯片同时放置在一个晶圆上进行检测，可以大幅度缩短测试时间和减少测试成本，同时也可以增加检测的可靠性和精度。

公开号为CN114975155A的芯片自动吸取摆放检测设备及检测方法中，包括底座、移动装置、抓取装置、检测装置、控制模块，控制模块根据检测装置检测到的芯片位置对移动装置的动作进行调节，移动装置移动至第一预设位置，控制模块控制抓取模块对芯片进行抓取，并移动至第二预设位置，控制模块控制抓取模块将芯片放置在预设位置，检测模块检测芯片被放置位置是否满足预设要求，若满足预设要求，则本次抓取工作结束，若不满足预设要求，则控制模块控制抓取模块对芯片再次进行抓取和摆放，直至满足预设要求为止，此设备仅能实现芯片的位置调整，但是在芯片列阵调整的过程中，列阵位置检测装置还会对芯片进行高精度的扫描和分析，存在发现不良产品的情况，此时需要对不良芯片进行替换，而现今的列阵检测装置缺少备用芯片自动化替换装置，使得芯片更换不便且待测试的芯片板需要手工放置在检测装置下完成检测和检测完成后的替换，且使用光学定位时由于光源位置固定，随着移动装置的位置改变，可能会遮挡光源以致影响检测结果。

为解决上述问题。为此，提出一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法，可以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种芯片封测用列阵位置检测装置，包括芯片检测输送机构，芯片检测输送机构的两侧固定设置有芯片封测支撑机构，芯片封测支撑机构的上端连接有位置调整机构，位置调整机构上连接有芯片检测吸取机构，芯片检测输送机构包括列阵芯片输送机构，设置在列阵芯片输送机构一侧的替换芯片调整机构，列阵芯片输送机构包括列阵输送电机，贯穿列阵输送电机设置的架板，设置在架板一侧的宽输送带，设置在宽输送带一侧的输出台，设置在宽输送带上端的列阵芯片组件，替换芯片调整机构包括替换驱动电机和设置在替换驱动电机输出端的窄输送带，芯片检测吸取机构包括打光环。

进一步的，芯片封测支撑机构包括支撑柱，支撑柱设置有四组，四组支撑柱上端连接有输送台。

进一步的，宽输送带表面开设有组件卡口。

进一步的，列阵芯片组件包括晶盘，晶盘上放置有检测芯片。晶盘上对应放置有三行四列的检测芯片。

进一步的，窄输送带上开设有芯片卡口，芯片卡口设置有若干组。

进一步的，位置调整机构包括支撑架，设置在支撑架一侧的升降机构，升降机构设置有两组，两组升降机构上螺纹设置有水平左右调整机构。

进一步的，位置调整机构还包括连接水平左右调整机构设置的水平前后调整机构。

进一步的，水平左右调整机构内的螺纹杆一侧设置有第一原点限位杆，水平前后调整机构内的螺纹杆一侧设置有第二原点限位杆。

进一步的，芯片检测吸取机构包括螺纹连接在水平前后调整机构上的移动框，设置在移动框一侧的吸嘴，围绕吸嘴设置的光学显微定位机构。

本发明提出的另一种技术方案：提供一种芯片封测用列阵位置检测装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：光学显微定位机构捕捉芯片封装过程中的位置信息；

S2：打光环为光学显微定位机构提供充足的照明，确保能够准确的检测检测芯片中元件的位置；

S3：控制系统根据光学显微定位机构采集到的数据，实时控制调整检测芯片的位置；

S4：位置确定后，软件系统通过图像处理和计算机视觉算法，对检测芯片表面进行高精度的扫描和分析；

S5：扫描和分析后确定不良检测芯片的位置，并将数据传输至控制系统；

S6：吸嘴根据控制系统的指令移动不良检测芯片至窄输送带上的（5，2）坐标位置放置；

S7：吸嘴补充窄输送带上（5，3）坐标位置的替换检测芯片，并对替换的检测芯片进行高精度的扫描和分析，确定无问题回到阵列中补充缺失的不良检测芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提出的一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法，通过芯片检测输送机构内替换芯片调整机构的设置，替换驱动电机实现窄输送带的转动输送，窄输送带与列阵芯片组件并排实现输送，窄输送带前端设置有替换过的不良芯片，后端设置有备用的芯片，实现不良产品的自动化替换，解决了在芯片列阵调整的过程中，列阵位置检测装置还会对芯片进行高精度的扫描和分析，存在发现不良产品的情况，此时需要对不良芯片进行替换，而现今的列阵检测装置缺少备用芯片自动化替换装置，使得芯片更换不便的问题。

2.本发明提出的一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法，通过列阵芯片组件和窄输送带的搭配设置，列阵输送电机一次转动的距离恰好等于两组列阵芯片组件之间的输送距离，此设置使得列阵芯片组件的芯片检测位置固定，以第一排第一列芯片的位置为起始点，窄输送带上的坐标定位与列阵芯片组件相互搭配，解决了芯片更换的定位问题。

3.本发明提出的一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法，通过列阵芯片组件上三行四列的检测芯片和窄输送带上与检测芯片并排的三个芯片卡口的设置，设检测芯片的宽为X1，两列检测芯片之间的距离为X2，检测芯片的长为Y1，两行检测芯片之间的距离为Y2，满足以下条件，X1+X2=Y1+Y2=1，此设计使得所有检测芯片对应整数坐标位置，便于其进行阵列位置调整和检测芯片的替换，针对所有不同形状大小的芯片均适用此计算方法与规律。

4.本发明提出的一种芯片封测用列阵位置检测装置及其使用方法，通过芯片检测吸取机构内打光环的设置，将打光环设置为芯片检测吸取机构的一部分，跟随芯片检测吸取机构的移动而移动，且打光环设置为圆环形，实现全方位的检测照明，不会被遮挡，解决了现有的检测装置使用光学定位时由于光源位置固定，随着移动装置的位置改变，可能会遮挡光源以致影响检测结果的问题。

附图说明

图1为本发明芯片封测用列阵位置检测装置的步骤流程示意图；

图2为本发明芯片封测用列阵位置检测装置的整体结构示意图；

图3为本发明芯片封测用列阵位置检测装置的位置调整机构结构示意图；

图4为本发明芯片封测用列阵位置检测装置的芯片封测支撑机构和芯片检测输送机构结构示意图；

图5为本发明芯片封测用列阵位置检测装置的芯片检测输送机构俯视结构示意图；

图6为本发明芯片封测用列阵位置检测装置的芯片检测输送机构结构示意图；

图7为本发明芯片封测用列阵位置检测装置图5的A处结构示意图;

图8为本发明芯片检测吸取机构的结构示意图。

图中：1、芯片封测支撑机构；11、支撑柱；12、输送台；2、芯片检测输送机构；21、列阵芯片输送机构；211、列阵输送电机；212、架板；213、输出台；214、宽输送带；2141、组件卡口；215、列阵芯片组件；2151、晶盘；2152、检测芯片；22、替换芯片调整机构；221、替换驱动电机；222、窄输送带；2221、芯片卡口；3、位置调整机构；31、支撑架；32、升降机构；33、水平左右调整机构；331、第一原点限位杆；34、水平前后调整机构；341、第二原点限位杆；4、芯片检测吸取机构；41、移动框；42、吸嘴；43、打光环；44、光学显微定位机构。

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，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，一种芯片封测用列阵位置检测装置，包括芯片检测输送机构2，芯片检测输送机构2的两侧固定设置有芯片封测支撑机构1，芯片封测支撑机构1的上端连接有位置调整机构3，位置调整机构3上连接有芯片检测吸取机构4，芯片检测输送机构2包括列阵芯片输送机构21，设置在列阵芯片输送机构21一侧的替换芯片调整机构22，列阵芯片输送机构21包括列阵输送电机211，贯穿列阵输送电机211设置的架板212，设置在架板212一侧的宽输送带214，设置在宽输送带214一侧的输出台213，设置在宽输送带214上端的列阵芯片组件215，替换芯片调整机构22包括替换驱动电机221和设置在替换驱动电机221输出端的窄输送带222，芯片检测吸取机构4包括打光环43，列阵芯片输送机构21和替换芯片调整机构22并排设置，列阵输送电机211固定在架板212一侧，列阵输送电机211带动宽输送带214转动实现列阵芯片组件215的输送，列阵输送电机211一次转动的距离恰好等于两组列阵芯片组件215之间的输送距离，此设置使得列阵芯片组件215的芯片检测位置固定，以第一排第一列芯片的位置为起始点，替换驱动电机221实现窄输送带222的转动输送，窄输送带222与列阵芯片组件215并排实现输送，窄输送带222前端设置有替换过的不良芯片，后端设置有备用的芯片，实现不良产品的自动化替换，窄输送带222和列阵芯片组件215的自动化输送使得待测试的芯片板自动定位放置完成检测，打光环43设置为芯片检测吸取机构4的一部分，跟随芯片检测吸取机构4的移动而移动，且打光环43设置为圆环形，实现全方位的检测照明，不会被遮挡。

为了解决现有的芯片列阵调整过程中，列阵位置检测装置还会对芯片进行高精度的扫描和分析，存在发现不良产品的情况，此时需要对不良芯片进行替换，而现今的列阵检测装置缺少备用芯片自动化替换装置，使得芯片更换不便技术问题，请参阅图5-图8，提供以下技术方案：

列阵芯片组件215包括晶盘2151，晶盘2151上放置有检测芯片2152，晶盘2151上对应放置有三行四列的检测芯片2152，检测芯片2152以第一排第一列为起始点，设检测芯片2152的宽为X1，两列检测芯片2152之间的距离为X2，检测芯片2152的长为Y1，两行检测芯片2152之间的距离为Y2，满足以下条件，X1+X2=Y1+Y2=1，具体的检测芯片2152对应的位置坐标如图7所示，此设置使得所有检测芯片2152对应整数坐标位置，便于其进行阵列位置调整和检测芯片2152的替换。

窄输送带222上开设有芯片卡口2221，芯片卡口2221设置有若干组，芯片卡口2221其中与三组与晶盘2151并排设置，芯片卡口2221中对应坐标为（5，2）的位置为空，对应坐标为（5，1）的位置与其向前的位置上都放置有不良的检测芯片2152，对应坐标为（5，3）的位置与其向后的位置上都放置有替补备用的检测芯片2152，当检测出晶盘2151上的不良产品时，芯片检测吸取机构4会吸附不良产品放置在（5，2）内，再将（5，3）上备用的产品进行填补，一侧填补完成，替换驱动电机221会驱动窄输送带222向前推动一个单位，完成下一次替补的准备，替换的检测芯片2152放置好后会进行下一次扫描分析，继续完成操作。

为了解决现今的列阵检测装置待测试的芯片板需要手工放置在检测装置下完成检测和检测完成后的替换，且使用光学定位时由于光源位置固定，随着移动装置的位置改变，可能会遮挡光源以致影响检测结果的技术问题，请参阅图1-图8，提供以下技术方案：

芯片封测支撑机构1包括支撑柱11，支撑柱11设置有四组，四组支撑柱11上端连接有输送台12，四组支撑柱11与输送台12固定连接，对芯片检测输送机构2进行固定和抬高。

宽输送带214表面开设有组件卡口2141，组件卡口2141对列阵芯片组件215进行定位，防止列阵芯片组件215放置位置发生偏移，输出台213的设置位置低于组件卡口2141，此设计使得宽输送带214在向前转动的过程中，列阵芯片组件215一端翘起放置在输出台213上，随着宽输送带214的输送向前推进直到检测后的列阵芯片组件215完整放置在输出台213上，以备后续使用。

位置调整机构3包括支撑架31，设置在支撑架31一侧的升降机构32，升降机构32设置有两组，两组升降机构32上螺纹设置有水平左右调整机构33，支撑架31实现位置调整机构3的支撑固定，两组升降机构32的转动带动水平左右调整机构33实现升降。

位置调整机构3还包括连接水平左右调整机构33设置的水平前后调整机构34，水平左右调整机构33带动水平前后调整机构34水平移动。

水平左右调整机构33内的螺纹杆一侧设置有第一原点限位杆331，水平前后调整机构34内的螺纹杆一侧设置有第二原点限位杆341，第一原点限位杆331和第二原点限位杆341共同对芯片检测吸取机构4进行起始点限位。

芯片检测吸取机构4包括螺纹连接在水平前后调整机构34上的移动框41，设置在移动框41一侧的吸嘴42，围绕吸嘴42设置的光学显微定位机构44，移动框41在水平前后调整机构34的控制下水平移动，吸嘴42实现检测芯片2152的吸取，光学显微定位机构44实现检测芯片2152的位置数据检测和扫描分析。

综上所述：此芯片封测用列阵位置检测装置注重芯片检测过程中各机构之间的相互配合，列阵输送电机211一次转动的距离恰好等于两组列阵芯片组件215之间的输送距离，使得列阵芯片组件215的芯片检测位置固定，以第一排第一列芯片的位置为起始点，替换驱动电机221实现窄输送带222的转动输送，窄输送带222与列阵芯片组件215并排实现输送，窄输送带222前端设置有替换过的不良芯片，后端设置有备用的芯片，实现不良产品的自动化替换，窄输送带222和列阵芯片组件215的自动化输送使得待测试的芯片板自动定位放置完成检测，打光环43设置为芯片检测吸取机构4的一部分，跟随芯片检测吸取机构4的移动而移动，且打光环43设置为圆环形，实现全方位的检测照明，不会被遮挡。

芯片的列阵布置计算方式为：检测芯片2152以第一排第一列为起始点，设检测芯片2152的宽为X1，两列检测芯片2152之间的距离为X2，检测芯片2152的长为Y1，两行检测芯片2152之间的距离为Y2，满足以下条件，X1+X2=Y1+Y2=1，具体的检测芯片2152对应的位置坐标如图7所示，此设置使得所有检测芯片2152对应整数坐标位置，便于其进行阵列位置调整和检测芯片2152的替换，芯片卡口2221其中与三组与晶盘2151并排设置，芯片卡口2221中对应坐标为（5，2）的位置为空，对应坐标为（5，1）的位置与其向前的位置上都放置有不良的检测芯片2152，对应坐标为（5，3）的位置与其向后的位置上都放置有替补备用的检测芯片2152。

芯片检测出不良后对于列阵的调整方法步骤为：当检测出晶盘2151上的不良产品时，芯片检测吸取机构4会吸附不良产品放置在（5，2）内，再将（5，3）上备用的产品进行填补，一侧填补完成，替换驱动电机221会驱动窄输送带222向前推动一个单位，完成下一次替补的准备，替换的检测芯片2152放置好后会进行下一次扫描分析，继续完成操作。

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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种芯片封测用列阵位置检测装置，包括芯片检测输送机构（2），其特征在于:芯片检测输送机构（2）的两侧固定设置有芯片封测支撑机构（1），芯片封测支撑机构（1）的上端连接有位置调整机构（3），位置调整机构（3）上连接有芯片检测吸取机构（4）；

芯片检测输送机构（2）包括列阵芯片输送机构（21），设置在列阵芯片输送机构（21）一侧的替换芯片调整机构（22），列阵芯片输送机构（21）包括列阵输送电机（211），贯穿列阵输送电机（211）设置的架板（212），设置在架板（212）一侧的宽输送带（214），设置在宽输送带（214）一侧的输出台（213），设置在宽输送带（214）上端的列阵芯片组件（215），替换芯片调整机构（22）包括替换驱动电机（221）和设置在替换驱动电机（221）输出端的窄输送带（222），芯片检测吸取机构（4）包括打光环（43）；芯片封测支撑机构（1）包括支撑柱（11），支撑柱（11）设置有四组，四组支撑柱（11）上端连接有输送台（12）；宽输送带（214）表面开设有组件卡口（2141）；列阵芯片组件（215）包括晶盘（2151），晶盘（2151）上放置有检测芯片（2152）；晶盘（2151）上对应放置有三行四列的检测芯片（2152）；窄输送带（222）上开设有芯片卡口（2221），芯片卡口（2221）设置有若干组；位置调整机构（3）包括支撑架（31），设置在支撑架（31）一侧的升降机构（32），升降机构（32）设置有两组，两组升降机构（32）上螺纹设置有水平左右调整机构（33）；位置调整机构（3）还包括连接水平左右调整机构（33）设置的水平前后调整机构（34）；水平左右调整机构（33）内的螺纹杆一侧设置有第一原点限位杆（331），水平前后调整机构（34）内的螺纹杆一侧设置有第二原点限位杆（341）；芯片检测吸取机构（4）还包括螺纹连接在水平前后调整机构（34）上的移动框（41），设置在移动框（41）一侧的吸嘴（42），围绕吸嘴（42）设置的光学显微定位机构（44）；

采用上述检测装置，包括以下步骤：

S1：光学显微定位机构（44）捕捉芯片封装过程中的位置信息；

S2：打光环（43）为光学显微定位机构（44）提供充足的照明，确保能够准确的检测检测芯片（2152）中元件的位置；

S3：控制系统根据光学显微定位机构（44）采集到的数据，实时控制调整检测芯片（2152）的位置；

S4：位置确定后，软件系统通过图像处理和计算机视觉算法，对检测芯片（2152）表面进行高精度的扫描和分析；

S5：扫描和分析后确定不良检测芯片（2152）的位置，并将数据传输至控制系统；

S6：吸嘴（42）根据控制系统的指令移动不良检测芯片（2152）至窄输送带（222）上的（5，2）坐标位置放置；

S7：吸嘴（42）补充窄输送带（222）上（5，3）坐标位置的替换检测芯片（2152），并对替换的检测芯片（2152）进行高精度的扫描和分析，确定无问题回到阵列中补充缺失的不良检测芯片（2152）。

2.一种芯片封测用列阵位置检测装置的使用方法，包括芯片检测输送机构（2），其特征在于:芯片检测输送机构（2）的两侧固定设置有芯片封测支撑机构（1），芯片封测支撑机构（1）的上端连接有位置调整机构（3），位置调整机构（3）上连接有芯片检测吸取机构（4）；

芯片检测输送机构（2）包括列阵芯片输送机构（21），设置在列阵芯片输送机构（21）一侧的替换芯片调整机构（22），列阵芯片输送机构（21）包括列阵输送电机（211），贯穿列阵输送电机（211）设置的架板（212），设置在架板（212）一侧的宽输送带（214），设置在宽输送带（214）一侧的输出台（213），设置在宽输送带（214）上端的列阵芯片组件（215），替换芯片调整机构（22）包括替换驱动电机（221）和设置在替换驱动电机（221）输出端的窄输送带（222），芯片检测吸取机构（4）包括打光环（43）；芯片封测支撑机构（1）包括支撑柱（11），支撑柱（11）设置有四组，四组支撑柱（11）上端连接有输送台（12）；宽输送带（214）表面开设有组件卡口（2141）；列阵芯片组件（215）包括晶盘（2151），晶盘（2151）上放置有检测芯片（2152）；晶盘（2151）上对应放置有三行四列的检测芯片（2152）；窄输送带（222）上开设有芯片卡口（2221），芯片卡口（2221）设置有若干组；位置调整机构（3）包括支撑架（31），设置在支撑架（31）一侧的升降机构（32），升降机构（32）设置有两组，两组升降机构（32）上螺纹设置有水平左右调整机构（33）；位置调整机构（3）还包括连接水平左右调整机构（33）设置的水平前后调整机构（34）；水平左右调整机构（33）内的螺纹杆一侧设置有第一原点限位杆（331），水平前后调整机构（34）内的螺纹杆一侧设置有第二原点限位杆（341）；芯片检测吸取机构（4）还包括螺纹连接在水平前后调整机构（34）上的移动框（41），设置在移动框（41）一侧的吸嘴（42），围绕吸嘴（42）设置的光学显微定位机构（44）；

采用上述检测装置，包括以下步骤：

S1：光学显微定位机构（44）捕捉芯片封装过程中的位置信息；

S2：打光环（43）为光学显微定位机构（44）提供充足的照明，确保能够准确的检测检测芯片（2152）中元件的位置；

S3：控制系统根据光学显微定位机构（44）采集到的数据，实时控制调整检测芯片（2152）的位置；

S4：位置确定后，软件系统通过图像处理和计算机视觉算法，对检测芯片（2152）表面进行高精度的扫描和分析；

S5：扫描和分析后确定不良检测芯片（2152）的位置，并将数据传输至控制系统；

S6：吸嘴（42）根据控制系统的指令移动不良检测芯片（2152）至窄输送带（222）上的（5，2）坐标位置放置；

S7：吸嘴（42）补充窄输送带（222）上（5，3）坐标位置的替换检测芯片（2152），并对替换的检测芯片（2152）进行高精度的扫描和分析，确定无问题回到阵列中补充缺失的不良检测芯片（2152）。