CN116908204B - 一种基于aoi检测的半导体检测设备 - Google Patents

一种基于aoi检测的半导体检测设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及检测设备技术领域,具体公开了一种基于AOI检测的半导体检测设备,其包括工作台、支撑架、支撑轨道、限位轨道、滑动平台、真空吸附座、AOI检测机构、晶圆机械手、驱动机构和升降机构;支撑轨道、支撑架、AOI检测机构和晶圆机械手均安装于工作台上;限位轨道内侧安装于支撑架上,多个滑动平台沿限位轨道均匀分布并滑动于支撑轨道顶面;真空吸附座安装于滑动平台上,真空吸附座用于吸附晶圆;驱动机构安装于滑动平台上,驱动机构用于驱动滑动平台滑动;多个AOI检测机构沿限位轨道外部两侧分布;升降机构安装于限位轨道上,升降机构用于驱动晶圆升起;晶圆机械手用于向真空吸附座上取放晶圆。本申请具有提高单个晶圆的检测效率的效果。

Description

一种基于AOI检测的半导体检测设备
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域,尤其是涉及一种基于AOI检测的半导体检测设备。
背景技术
半导体AOI自动光学检测设备在电子制造行业中应用最为广泛。AOI可以筛选出不良NG产品,及时报警来提高产品出厂不良率。AOI检测原理是采用摄像技术将被检测物体的反射光强以定量化的灰阶值输出,通过与标准图像的灰阶值进行比较,分析判定缺陷并进行分类的过程。与人工检查做一个形象的比喻,AOI采用的普通LED或特殊光源相当于人工检查时的自然光,AOI采用的光学传感器和光学透镜相当于人眼,AOI的图像处理与分析系统就相当于人脑,即“看”与“判”两个环节。因此,AOI检测的工作逻辑可以简单地分为图像采集阶段(光学扫描和数据收集),数据处理阶段(数据分类与转换),图像分析段(特征提取与模板比对)和缺陷报告阶段四个阶段(缺陷大小类型分类等)。为了支持和实现AOI检测的上述四个功能,AOI设备的硬件系统也就包括工作平台,成像系统,图像处理系统和电气系统四个部分,是一个集成了机械,自动化,光学和软件等多学科的自动化设备。
现有技术中,基于AOI检测的半导体检测设备主要包括晶圆机器手臂,AOI检测视觉系统、AOI检测平台、料匣、机台、测针平台、测针移动平台;其中:料匣固定在机台的上下料放置区上,机台上安装有晶圆机器手臂、AOI检测视觉系统、AOI检测平台、测针平台、测针移动平台。晶圆机械手具有两个,一个负责上料,一个负责下料;一个晶圆机械手将一个晶圆从料匣内取出,另一个晶圆机械手将测试完毕的晶圆放入料匣对应位置;晶圆机械手转动至测针平台,一个晶圆机械手将测针平台上的测试完毕的晶圆取下,另一个晶圆机械手将从料匣内抓取的晶圆放在测针平台上检测;晶圆机械手再转动至AOI检测平台,一个晶圆机械手将AOI检测平台上的测试完毕的晶圆取下,另一个晶圆机械手将从测针平台上抓取的晶圆放在AOI检测平台上检测,AOI检测平台往复移动晶圆,晶圆被AOI检测视觉系统逐条扫描,逐条扫面后的晶圆在系统内拼接成晶圆的整个图像,然后与系统内的标准图像进行比对;晶圆机械手再转动至料匣处,一个晶圆机械手将一个晶圆从料匣内取出,另一个晶圆机械手将经测试完毕的晶圆放入料匣对应位置;重复上述操作进行检测。
针对上述现有技术,在晶圆经AOI检测视觉系统和测针平台检测时,只能对单个晶圆进行检测,并且在AOI检测平台上检测时,AOI检测视觉系统视野范围有限,需要对晶圆进行分割扫面,AOI检测平台移动晶圆在AOI检测视觉系统往复移动,使整个晶圆逐条被AOI检测视觉系统扫面进去,这使得单个晶圆检测所耗费的时间较多,单个晶圆的检测效率较低。
发明内容
为了提高单个晶圆的检测效率,本申请提供一种基于AOI检测的半导体检测设备。
本申请提供的一种基于AOI检测的半导体检测设备采用如下的技术方案:
一种基于AOI检测的半导体检测设备,包括工作台、支撑架、支撑轨道、限位轨道、滑动平台、真空吸附座、AOI检测机构、晶圆机械手、驱动机构和升降机构;所述支撑轨道连接于所述工作台上,所述支撑架连接于所述工作台上,所述限位轨道设置于所述支撑轨道上方,所述限位轨道内侧安装于所述支撑架上,所述滑动平台设置有多个,多个所述滑动平台沿所述限位轨道均匀分布,所述滑动平台滑动于所述支撑轨道顶面,所述限位轨道用于限制所述滑动平台沿所述限位轨道运动;所述真空吸附座安装于所述滑动平台上,所述真空吸附座用于吸附晶圆;所述驱动机构安装于所述滑动平台上,所述驱动机构用于驱动所述滑动平台滑动;所述AOI检测机构设置有多个,所述AOI检测机构安装于所述工作台顶面,多个所述AOI检测机构沿所述限位轨道外部两侧分布,多个所述AOI检测机构对应检测晶圆不同位置,多个所述AOI检测机构拍摄的晶圆部分照片组合成整个晶圆的照片;所述升降机构安装于所述限位轨道上,所述升降机构用于驱动晶圆从所述真空吸附座上升起;所述晶圆机械手安装于所述工作台上,所述晶圆机械手用于向所述真空吸附座上取放晶圆。
可选的,所述支撑轨道包括第一圆弧段、第二圆弧段和第一直线段,所述第一直线段设置有两个,两个所述第一直线段的一端分别连接于所述第一圆弧段的两端面,两个所述第一直线段的另一端分别连接于所述第二圆弧段的两端;所述限位轨道包括第三圆弧段、第四圆弧段和第二直线段,所述第二直线段设置有两个,两个所述第二直线段的一端分别连接于所述第三圆弧段的两端面,两个所述第二直线段的另一端分别连接于所述第四圆弧段的两端;所述第三圆弧段位于所述第一圆弧段正上方,所述第二圆弧段位于所述第四圆弧段正上方,两个所述第二直线段分别位于两个所述第一直线段的正上方;所述第一圆弧段的圆心和所述第三圆弧段的圆心相同,所述第二圆弧段的圆心和所述第四圆弧段的圆心相同。
可选的,所述滑动平台包括顶板、侧板、底板、第一转动轴、第二转动轴和第三转动轴,所述侧板设置于所述限位轨道的外部侧面,所述驱动机构安装于所述侧板远离所述限位轨道的一侧面,所述顶板的一侧面连接于所述侧板顶部靠近所述限位轨道的侧面,所述顶板底面滑动于所述限位轨道的顶面,所述真空吸附座安装于所述顶板顶面,所述底板的一侧面连接于所述侧板底部靠近所述限位轨道的侧面,所述底板的底面滑动于所述支撑轨道顶面,所述底板的顶面滑动于所述限位轨道的底面;所述第一转动轴的一端垂直转动连接于所述顶板的底面,所述第一转动轴的另一端垂直转动连接于所述底板的顶面,所述第一转动轴周面滚动于所述限位轨道的外部侧面;所述第二转动轴一端垂直转动连接于所述顶板的底面,所述第三转动轴一端垂直转动连接于所述底板的顶面,所述第二转动轴的轴线和所述第三转动轴的轴线共线;绕所述限位轨道顶面一周设置有第一限位槽,所述第一限位槽与所述限位轨道内部侧面连通,绕所述限位轨道底面一周设置有第二限位槽,所述第二限位槽与所述限位轨道内部侧面连通,所述第一限位槽和所述第二限位槽上下相对应;所述第二转动轴周面滚动于所述第一限位槽的内侧壁,所述第三转动轴滚动于所述第二限位槽的内侧壁;在同一平面内,所述第一转动轴的圆心与所述第二转动轴的圆心连线和所述第三圆弧段的经线相重合。
可选的,所述第二转动轴底面同轴连接有第一限位轴,所述第三转动轴顶面同轴连接有第二限位轴;绕所述第一限位槽底面一周设置有与所述第一限位轴配合的第三限位槽,所述第一限位轴周面滚动于所述第三限位槽两侧内壁;绕所述第二限位槽底面一周设置有与所述第二限位轴配合的第四限位槽,所述第二限位轴周面滚动于所述第四限位槽两侧内壁。
可选的,所述第一圆弧段、所述第二圆弧段和所述第一直线段的顶部设置有多个滚珠,所述滚珠沿所述支撑轨道一周均匀规整排列,所述滚珠转动于所述第一圆弧段、所述第二圆弧段和所述第一直线段内,所述滚珠伸出所述第一圆弧段、所述第二圆弧段和所述第一直线段的顶面。
可选的,所述驱动机构包括驱动电机、齿轮和外齿环;所述驱动电机安装于侧板远离所述限位轨道的一侧面,所述驱动电机的输出轴竖直朝下,所述驱动电机的输出轴的圆心位于所述第一转动轴的圆心与所述第二转动轴的圆心连线上;所述齿轮连接于所述驱动电机的输出轴上;所述外齿环内周面连接于所述支撑轨道的外周面,所述齿轮与所述外齿环啮合。
可选的,所述驱动机构还包括第一转动柱、第二转动柱、安装架、支撑座、弹簧和导向杆;所述第一转动柱一端同轴连接于所述驱动电机输出轴端面,绕所述第一转动柱底面边缘一周连接有多个第一齿牙;所述安装架连接于所述侧板靠近所述驱动电机的一侧面,所述安装架上具有弯折板,所述弯折板一端竖直朝下且端部向所述支撑轨道弯折90°;所述支撑座固定连接于所述弯折板底部的顶面,所述支撑座顶面设置有第一放置槽;所述第二转动柱设置于所述支撑座和所述第一转动柱之间,所述第二转动柱顶端朝向所述第一转动柱,绕所述第二转动柱顶面边缘一周连接有多个第二齿牙,所述第一齿牙和所述第二齿牙相互啮合;所述第二转动柱底面设置有第二放置槽,所述弹簧设置于所述第二转动柱和所述支撑座之间,所述弹簧一端压紧于所述第一放置槽的槽底,所述弹簧另一端压紧于所述第二放置槽的槽底,所述导向杆一端连接于所述第一放置槽的槽底,所述导向杆的另一端穿过所述第二转动柱且延伸至所述第一转动柱内;所述齿轮同轴连接于所述第二转动柱的外周面。
可选的,所述晶圆机械手有四个,四个所述晶圆机械手依次为第一上料手、第一下料手、第二上料手和第二下料手;所述第一上料手、所述第一下料手、所述第二上料手和所述第二下料手结构均相同安装位置不同;所述第一下料手位于所述第一圆弧段的中间位置,所述第一上料手位于所述第一圆弧段其中一端的端部;所述第二下料手位于所述第二圆弧段的中间位置,所述第二上料手位于所述第二圆弧段远离所述第一上料手的端部;所述AOI检测机构设置多个,且均分为两组,两组所述AOI检测机构分别位于所述支撑轨道的两侧,其中一组所述AOI检测机构位于所述第一直线段远离另一所述第一直线段的一侧;另一组所述AOI检测机构位于所述第一直线段远离另一所述第一直线段的一侧;两组所述AOI检测机构沿所述第一直线段长度方向分布。
可选的,所述真空吸附座包括真空发生器、真空吸附盘、托板和顶杆;所述真空发生器安装于所述顶板顶面,所述真空吸附盘安装于所述真空发生器顶面,所述真空吸附盘顶面设置有凹槽,所述凹槽底面中间位置设置有贯穿所述真空吸附盘底面、所述真空发生器底面和所述顶板底面的圆孔;所述托板设置于所述凹槽内,所述顶杆一端固定连接于所述托板中间位置的底面,所述顶杆滑动于所述圆孔内,所述顶杆底面与所述顶板底面齐平;所述真空吸附盘内设置有真空吸附腔,所述真空吸附盘顶面设置有与所述真空吸附腔连通的真空吸附孔;所述真空发生器用于使所述真空吸附腔内产生真空。
可选的,所述升降机构包括升降杆、升降板和升降气缸,所述升降杆设置于所述限位轨道内,所述升降杆的顶端与所述限位轨道的顶面齐平,所述升降板一端连接于所述升降杆的周面,所述升降板另一端伸出所述限位轨道的内部侧面,所述升降板位于所述第二转动轴和所述第三转动轴之间,所述限位轨道内部侧面设置有供所述升降板升降的升降口,所述升降气缸安装于所述工作台顶面,所述升降气缸的活塞杆连接于所述升降板远离升降杆的端部。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.多个真空吸附座通过滑动平台在支撑轨道上沿限位轨道滑动,检测完毕的两个晶圆分别移动到第一下料手和第二下料手处,同时空的两个真空吸附座分别移动至第一上料手和第二上料手处,第一下料手和第二下料手同时对真空吸附座上的晶圆进行下料,同时第一上料手和第二上料手对空的真空吸附座进行上料,上下料完毕后,驱动机构继续驱动滑动平台在支撑轨道上滑动,滑动平台带动真空吸附座移动,真空吸附座带动晶圆移动,未检测的晶圆经过AOI检测机构被拍照;当下一个检测完毕的晶圆移动至晶圆机械手处时,驱动机构停止转动,第一下料手和第二下料手继续抓取测试完毕的晶圆,同时第一上料手和第二上料手将上一个被抓取晶圆的真空吸附座上放上未测试的晶圆,驱动机构再次驱动滑动平台移动,重复上述操作,直至晶圆整个被AOI检测机构拍照后,此时晶圆检测完毕,可进行取下,通过设置有多个真空吸附座、滑动平台和AOI检测机构,可以对多个晶圆同时进行拍照检测,将晶圆往复式给AOI检测机构进行检测替换成晶圆沿限位轨道流动式的检测,在限位轨道上有多个晶圆在运动,可以提高单个晶圆的检测效率;
2.底板通过滚珠滑动于支撑轨道的顶面,可以减小底板滑动时的摩擦力,第一转动轴、第二转动轴以及第三转动轴的配合限制顶板和底板在限位轨道上运动,使限位轨道不偏离;第一限位轴配合第三限位槽,第二限位轴配合第四限位槽,进一步限制第二转动轴和第三转动轴的位置,使第二转动轴和第三转动轴转动更加平稳,进一步提高顶板和底板运动的稳定性;驱动机构侧板运动,侧板带动底板和顶板运动,底板通过滚珠滑动于支撑轨道上,第一转动轴滚动于限位轨道的外周面,第二转动轴滚动于第一限位槽的侧壁,第三转动轴滚动于第二限位槽的侧壁,第一限位轴滚动于第三限位槽内,第二限位轴滚动于第四限位槽内,真空吸附座通过滑动平台沿限位轨道轨迹运动;
3.第一上料手和第一下料手对应一侧晶圆的上下料,第二上料手和第二下料手对应另一侧的晶圆的上下料,通过设置两组上下料可以进一步提高晶圆的检测效率。
附图说明
图1是本申请实施例半导体检测设备的结构示意图;
图2是本申请实施例支撑轨道和限位轨道的结构示意图;
图3是本申请实施例支撑轨道和限位轨道的剖面结构示意图;
图4是图2中A部分的放大示意图;
图5是本申请实施例滑动平台的结构示意图;
图6是本申请实施例驱动机构和真空支撑座的爆炸结构示意图;
图7是图1中B部分的放大示意图;
图8是本申请实施例晶圆机械手的结构示意图;
图9是本申请实施例AOI检测机构的结构示意图;
图10是本申请实施例AOI检测机构另一视角的结构示意图;
图11是图2中C部分的放大示意图;
图12是图10中D部分的放大示意图;
附图标记说明:
1、工作台;11、支撑架;111、支撑台;112、支撑板;12、支板;2、支撑轨道;21、第一圆弧段;22、第一直线段;23、第二圆弧段;24、滚珠;3、限位轨道;31、第三圆弧段;32、第二直线段;33、第四圆弧段;34、第一限位槽;35、第二限位槽;36、第三限位槽;37、第四限位槽;38、升降口;4、滑动平台;41、顶板;411、定位孔;42、侧板;43、底板;44、第一转动轴;45、第二转动轴;451、第一限位轴;46、第三转动轴;461、第二限位轴;5、真空吸附座;51、真空发生器;52、真空吸附盘;521、凹槽;522、圆孔;53、托板;54、顶杆;6、AOI检测机构;61、立板;62、横板;621、条形口;622、刻度线;63、CCD相机;64、驱动组件;641、L型型材;642、滑板;6421、指针;643、螺纹杆;6431、旋钮;7、晶圆机械手;701、第一上料手;702、第一下料手;703、第二上料手;704、第二下料手;71、驱动气缸;72、安装座;73、第一转动臂;74、第二转动臂;75、第三转动臂;76、夹爪;761、开口;8、驱动机构;81、驱动电机;82、第一转动柱;821、第一齿牙;83、第二转动柱;831、第二齿牙;84、安装架;841、弯折板;85、支撑座;851、第一放置槽;86、弹簧;87、导向杆;88、齿轮;89、外齿环;891、第一圆弧齿环;892、直线齿条;893、第二圆弧齿环;9、升降机构;91、升降杆;92、升降板;93、升降气缸;10、定位机构;101、第一气缸;102、第二气缸;103、限位板;104、缓冲头;105、连接板;106、定位杆;107、传感器。
具体实施方式
以下结合附图1-12对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种基于AOI检测的半导体检测设备。参照图1-12,半导体检测设备包括工作台1、支撑架11、支撑轨道2、限位轨道3、滑动平台4、真空吸附座5、AOI检测机构6、晶圆机械手7、驱动机构8、升降机构9和定位机构10,支撑轨道2固定连接于工作台1顶面,支撑架11连接于工作台1顶面且位于支撑轨道2内,限位轨道3设置于支撑轨道2上方,限位轨道3内侧安装于支撑架11上,滑动平台4设置有多个,多个滑动平台4沿限位轨道3均匀分布,滑动平台4滑动于支撑轨道2顶面,限位轨道3用于限制滑动平台4沿限位轨道3运动;真空吸附座5与滑动平台4个数相等,真空吸附座5一一对应安装于滑动平台4上,真空吸附座5用于吸附晶圆;驱动机构8个数与滑动平台4个数相等,驱动机构8一一对应安装于滑动平台4上,驱动机构8用于驱动滑动平台4滑动;AOI检测机构6设置有多个,AOI检测机构6安装于工作台1顶面,多个AOI检测机构6沿限位轨道3外部两侧分布,多个AOI检测机构6对应检测晶圆不同位置,多个AOI检测机构6拍摄的晶圆部分照片组合成整个晶圆的照片;升降机构9安装于限位轨道3上,升降机构9用于驱动晶圆从真空吸附座5上升起;晶圆机械手7安装于工作台1上,晶圆机械手7用于向真空吸附座5上取放晶圆,定位机构10安装于定位机构10用于给滑动平台4进行定位。
晶圆机械手7将未检测的晶圆放置于其中一个真空吸附座5上,同时晶圆机械手7将另一个真空吸附座5上检测完毕的晶圆取下,随后驱动机构8驱动滑动平台4在支撑轨道2上滑动,滑动平台4带动真空吸附座5移动,真空吸附座5带动晶圆移动,晶圆经过AOI检测机构6被拍照;当下一个检测完毕的晶圆移动至晶圆机械手7处时,驱动机构8停止转动,晶圆机械手7抓取测试完毕的晶圆,同时晶圆机械手7将上一个被抓取晶圆的真空吸附座5上放上未测试的晶圆,驱动机构8再次驱动滑动平台4移动,重复上述操作,直至晶圆整个被AOI检测机构6拍照后,此时晶圆检测完毕,可进行取下,通过设置有多个真空吸附座5、滑动平台4和AOI检测机构6,可以对多个晶圆同时进行拍照检测,将晶圆往复式给AOI检测机构6进行检测替换成晶圆沿限位轨道3流动式的检测,在限位轨道3上有多个晶圆在运动,可以提高单个晶圆的检测效率。
支撑轨道2包括第一圆弧段21、第二圆弧段23和第一直线段22,第一圆弧段21和第二圆弧段23为半圆弧且圆弧半径相等,第一直线段22设置有两个,两个第一直线段22的一端分别连接于第一圆弧段21的两端面,两个第一直线段22的另一端分别连接于第二圆弧段23的两端;第一圆弧段21、第二圆弧段23和第一直线段22的底面连接于工作台1顶面,第一圆弧段21、第二圆弧段23和第一直线段22的顶面齐平;第一圆弧段21、第二圆弧段23和第一直线段22的顶部设置有多个滚珠24,滚珠24沿支撑轨道2一周均匀规整排列,滚珠24转动于第一圆弧段21、第二圆弧段23和第一直线段22内,滚珠24伸出第一圆弧段21、第二圆弧段23和第一直线段22的顶面。
限位轨道3包括第三圆弧段31、第四圆弧段33和第二直线段32,第三圆弧段31和第四圆弧段33为半圆弧且圆弧半径相等,第二直线段32设置有两个,两个第二直线段32的一端分别连接于第三圆弧段31的两端面,两个第二直线段32的另一端分别连接于第四圆弧段33的两端;第三圆弧段31位于第一圆弧段21正上方,第二圆弧段23位于第四圆弧段33正上方,两个第二直线段32分别位于两个第一直线段22的正上方;第三圆弧段31、第四圆弧段33和第二直线段32的底面相齐平,第三圆弧段31、第四圆弧段33和第二直线段32的顶面相齐平;第一圆弧段21的圆心和第三圆弧段31的圆心相同,第二圆弧段23的圆心和第四圆弧段33的圆心相同。
支撑架11包括支撑台111和支撑板112,支撑台111连接于工作台1的顶面,支撑台111的长度方向与第一直线段22的长度相同,支撑板112设置有多个,支撑板112固定连接于支撑台111的顶面,支撑板112沿支撑台111长度方向均匀设置,支撑板112的两端分别连接于两个第二直线段32相互靠近的一侧面。
滑动平台4包括顶板41、侧板42、底板43、第一转动轴44、第二转动轴45和第三转动轴46,侧板42设置于限位轨道3的外部侧面,驱动机构8安装于侧板42远离限位轨道3的一侧面,顶板41的一侧面连接于侧板42顶部靠近限位轨道3的侧面,顶板41底面滑动于限位轨道3的顶面,真空吸附座5安装于顶板41顶面,底板43的一侧面连接于侧板42底部靠近限位轨道3的侧面,底板43的底面滑动于支撑轨道2的滚珠24上,底板43的顶面滑动于限位轨道3的底面;第一转动轴44的一端垂直转动连接于顶板41的底面,第一转动轴44的另一端垂直转动连接于底板43的顶面,第一转动轴44周面滚动于限位轨道3的外部侧面;第二转动轴45一端垂直转动连接于顶板41的底面,第二转动轴45底面同轴连接有第一限位轴451,第三转动轴46一端垂直转动连接于底板43的顶面,第三转动轴46顶面同轴连接有第二限位轴461;第二转动轴45的轴线和第三转动轴46的轴线共线。
绕限位轨道3顶面一周设置有第一限位槽34,第一限位槽34与限位轨道3内部侧面连通,绕限位轨道3底面一周设置有第二限位槽35,第二限位槽35与限位轨道3内部侧面连通,第一限位槽34和第二限位槽35上下相对应;第二转动轴45周面滚动于第一限位槽34的内侧壁,第三转动轴46滚动于第二限位槽35的内侧壁。
绕第一限位槽34底面一周设置有与第一限位轴451配合的第三限位槽36,第一限位轴451周面滚动于第三限位槽36两侧内壁;绕第二限位槽35底面一周设置有与第二限位轴461配合的第四限位槽37,第二限位轴461周面滚动于第四限位槽37两侧内壁;在同一平面内,第一转动轴44的圆心与第二转动轴45的圆心连线和第三圆弧段31的经线相重合。
底板43通过滚珠24滑动于支撑轨道2的顶面,可以减小底板43滑动时的摩擦力,第一转动轴44、第二转动轴45以及第三转动轴46的配合限制顶板41和底板43在限位轨道3上运动,使限位轨道3不偏离;第一限位轴451配合第三限位槽36,第二限位轴461配合第四限位槽37,进一步限制第二转动轴45和第三转动轴46的位置,使第二转动轴45和第三转动轴46转动更加平稳,进一步提高顶板41和底板43运动的稳定性;驱动机构8驱动侧板42运动,侧板42带动底板43和顶板41运动,底板43通过滚珠24滑动于支撑轨道2上,第一转动轴44滚动于限位轨道3的外周面,第二转动轴45滚动于第一限位槽34的侧壁,第三转动轴46滚动于第二限位槽35的侧壁,第一限位轴451滚动于第三限位槽36内,第二限位轴461滚动于第四限位槽37内,真空吸附座5通过滑动平台4沿限位轨道3轨迹运动。
驱动机构8包括驱动电机81、第一转动柱82、第二转动柱83、安装架84、支撑座85、弹簧86、导向杆87、齿轮88和外齿环89;驱动电机81安装于侧板42远离限位轨道3的一侧面,驱动电机81的输出轴竖直朝下,驱动电机81的输出轴的圆心位于第一转动轴44的圆心与第二转动轴45的圆心连线上;第一转动柱82一端同轴连接于驱动电机81输出轴端面,绕第一转动柱82底面边缘一周连接有多个第一齿牙821;安装架84连接于侧板42靠近驱动电机81的一侧面,安装架84上具有弯折板841,弯折板841一端竖直朝下且端部向支撑轨道2弯折90°;支撑座85固定连接于弯折板841底部的顶面,支撑座85顶面设置有第一放置槽851;第二转动柱83设置于支撑座85和第一转动柱82之间,第二转动柱83顶端朝向第一转动柱82,绕第二转动柱83顶面边缘一周连接有多个第二齿牙831,第一齿牙821和第二齿牙831相互啮合,第一转动柱82通过第一齿牙821和第二转动柱83通过第二齿牙831相互挤压滑动,第一转动柱82相对于第二转动柱83转动;第二转动柱83底面设置有第二放置槽,弹簧86设置于第二转动柱83和支撑座85之间,弹簧86一端压紧于第一放置槽851的槽底,弹簧86另一端压紧于第二放置槽的槽底,导向杆87一端连接于第一放置槽851的槽底,导向杆87的另一端穿过第二转动柱83且延伸至第一转动柱82内,齿轮88同轴固定连接于第二转动柱 83的外周面;外齿环89内周面连接于支撑轨道2的外周面,外齿环89包括第一圆弧齿环891、第二圆弧齿环893和直线齿条892,第一圆弧齿环891和第二圆弧齿环893为半圆弧且圆弧半径相等,第一圆弧齿环891的内周面连接于第一圆弧段21的外周面,第二圆弧齿环893的内周面连接于第二圆弧段23的外周面,直线齿条892设置有两个,两个直线齿条892的一端分别连接于第一圆弧齿环891的两端,两个直线齿条892的另一端分别连接于第二圆弧齿环893的两端,直线齿条892的侧面连接于第一直线段22的外侧面;第一圆弧齿环891的圆心和第一圆弧段21的圆心相同,第二圆弧齿环893的圆心和第二圆弧段23的圆心相同;齿轮88与外齿环89啮合,所有驱动电机81同步运动,同步停止,运行功率相同。
当需要驱动侧板42运动时,驱动电机81驱动齿轮88转动,齿轮88与外齿环89啮合,由于外齿环89位置固定,齿轮88受到外齿环89反作用力,齿轮88带动第二转动柱83,第二转动柱83通过啮合的第二齿牙831和第一齿牙821带动驱动电机81,驱动电机81便可以带动侧板42运动;当滑动平台4的运动受到阻碍时,驱动电机81不能够带动侧板42移动,驱动电机81仍然在驱动第一转动柱82转动,第一转动柱82端部的第一齿牙821相对于第二转动柱83上的第二齿牙831挤压打滑,第一齿压通过第二齿牙831推动第二转动柱83向下运动,第二转动柱83在导向杆87上滑动,第二转动柱83带动齿轮88向下运动,齿轮88的齿牙在外齿环89的齿牙间滑动,在支撑座85的限制下,第二转动柱83压缩弹簧86,直至第一齿牙821越过一个第二齿牙831,弹簧86又将第二转动柱83端面的第二齿牙831压回至第一齿牙821之间,以此往复,使得驱动电机81不易因停机烧毁。
AOI检测机构6设置多个,且均分为两组,两组AOI检测机构6分别位于支撑轨道2的两侧,其中一组AOI检测机构6位于第一直线段22远离另一第一直线段22的一侧;另一组AOI检测机构6位于第一直线段22远离另一第一直线段22的一侧;两组AOI检测机构6沿第一直线段22长度方向分布。
AOI检测机构6包括立板61、横板62、CCD相机63和驱动组件64;立板61连接于工作台1顶面,横板62一端固定连接于立板61的顶面,横板62长度方向与支撑板112长度方向相同,横板62位于真空吸附座5上方,CCD相机63滑动于横板62的底面,CCD相机63朝向真空吸附座5;驱动组件64包括L型型材641、滑板642和螺纹杆643,L型型材641设置有两个,两个L型型材641的一侧边分别垂直连接于横板62底面的两侧边,两个L型型材641另一侧边相互朝向,滑板642滑动于两个L型型材641的顶面,螺纹杆643一端转动连接于滑板642靠近立板61的一侧内,螺纹杆643另一端穿过立板61外且端部连接有旋钮6431,螺纹杆643与立板61螺纹传动,CCD相机63安装于滑板642上,CCD相机63位于两个L型型材641之间。
真空吸附座5带动晶圆依次经过CCD相机63,CCD相机63将晶圆的不同位置进行拍摄,每个CCD相机63将拍摄的照片经组合便可以得到整个晶圆的照片;当需要调整CCD相机63拍摄晶圆的位置,通过转动螺纹杆643,螺纹杆643带动滑板642在两个L型型材641之间滑动,滑板642便可以带动CCD相机63改变位置。
滑板642靠近立板61一侧的顶面固定连接有指针6421,指针6421穿过横板62的顶面,横板62上设置有供指针6421运动的条形口621,条形口621沿横板62长度方向设置,横板62顶面设置有刻度线622,刻度线622沿条形口621长度方向设置,指针6421朝向刻度线622;通过滑板642带动指针6421移动,指针6421对应不同的刻度,来判断CCD相机63移动位置。
真空吸附座5包括真空发生器51、真空吸附盘52、托板53和顶杆54;真空发生器51安装于顶板41顶面,真空吸附盘52安装于真空发生器51顶面,真空吸附盘52顶面设置有圆形凹槽521,圆形凹槽521底面中间位置设置有贯穿真空吸附盘52底面、真空发生器51底面和顶板41底面的圆孔522;托板53设置于圆形凹槽521内,托板53底面贴合于圆形凹槽521底面,托板53顶面低于真空吸附板顶面,顶杆54一端固定连接于托板53中间位置的底面,顶杆54滑动于圆孔522内,顶杆54底面与顶板41底面齐平;真空吸附盘52内设置有真空吸附腔,真空吸附盘52顶面设置有与真空吸附腔连通的真空吸附孔;真空发生器51用于使真空吸附腔内产生真空。
晶圆机械手7有四个,四个晶圆机械手7依次为第一上料手701、第一下料手702、第二上料手703和第二下料手704;第一上料手701、第一下料手702、第二上料手703和第二下料手704结构均相同安装位置不同;第一上料手701、第一下料手702、第二上料手703和第二下料手704均安装于工作台1上,第一上料手701、第一下料手702、第二上料手703和第二下料手704均位于支撑轨道2的外侧;第一下料手702位于第一圆弧段21的中间位置,第一上料手701位于第一圆弧段21其中一端的端部;第二下料手704位于第二圆弧段23的中间位置,第二上料手703位于第二圆弧段23远离第一上料手701的端部,第一下料手702和第二下料手704关于支撑轨道2轴对称,第一上料手701和第二上料手703关于支撑轨道2中心对称。
升降机构9设置有四个,四个升降气缸93分别对应第一上料手701、第一下料手702、第二上料手703和第二下料手704,升降气缸93用于驱动顶杆54将托板53和晶圆顶起并用于对应的晶圆机械手7抓取;升降机构9包括升降杆91、升降板92和升降气缸93,升降杆91设置于限位轨道3内,升降杆91的顶端与限位轨道3的顶面齐平,升降板92一端连接于升降杆91的周面,升降板92另一端伸出限位轨道3的内部侧面,升降板92位于第一限位轴451和第二限位轴461之间,限位轨道3内部侧面设置有供升降板92升降的升降口38,升降气缸93通过支板12安装于工作台1顶面,升降气缸93的活塞杆连接于升降板92远离升降杆91的端部。
第一上料手701和第一下料手702对应一侧晶圆的上下料,第二上料手703和第二下料手704对应另一侧的晶圆的上下料,通过设置两组上下料可以进一步提高晶圆的检测效率。
四个升降杆91分别依次对应安装于第一下料手702对应的第一圆弧段21的中间位置、第一上料手701对应的第一圆弧段21的端部、第二下料手704对应的第二圆弧段23的中间位置,第二上料手703对应的第二圆弧段23的端部。
升降气缸93驱动升降板92升降,升降板92带动升降杆91升降,升降杆91伸出限位轨道3顶面外,升降杆91顶起顶杆54,顶杆54顶起托板53,托板53将晶圆顶起;若是需要收回托板53时,驱动升降板92下降,升降杆91也下降,顶杆54和托板53在重力作用下下降,托板53收回至圆形凹槽521内。
晶圆机械手7包括驱动气缸71、安装座72、第一转动臂73、第二转动臂74、第三转动臂75和夹爪76,驱动气缸71安装于工作台1顶面,安装座72安装于驱动气缸71的活塞杆端部,第一转动臂73一端转动连接于安装座72顶面,第二转动臂74一端转动连接于第一转动臂73远离安装座72一端的顶面,第三转动臂75一端转动连接于第二转动臂74远离第一转动臂73一端的顶面,夹爪76一端连接于第三转动臂75远离第二转动臂74的一端顶面,夹爪76远离第三转动臂75的一端设置有开口761,开口761的宽度大于圆形凹槽521的直径,夹爪76用于将晶圆托起。
安装座72内置电机驱动第一转动臂73转动,第一转动臂73内置电机驱动第二转动臂74转动,第二转动臂74内置电机驱动第三转动臂75转动,第三转动臂75带动夹爪76开口761插入托板53两侧,驱动气缸71驱动安装座72升起,便可以将晶圆托起。
定位机构10设置有四个,四个定位机构10分别对应四个升降机构9,定位机构10包括第一气缸101、第二气缸102、限位板103、缓冲头104、连接板105、定位杆106和传感器107;第一气缸101和第二气缸102均安装支板12的顶面,缓冲头104连接于第一气缸101的活塞杆端部,限位板103连接于第一限位槽34的底面,限位板103位于顶板41的下方,限位板103位于第二转动轴45靠近第一气缸101的一侧,限位板103位于顶板41前进方向的一侧,缓冲头104滑动于限位板103升降板92的侧壁,缓冲头104用于限制顶板41继续前进;第二气缸102位于升降气缸93远离升降板92的一侧,连接板105一侧面连接于第二气缸102活塞杆端部,定位杆106设置有两个,两个定位杆106分别垂直连接于连接板105的两端顶面,顶板41上设置有与两个定位杆106相互配合的定位孔411,定位杆106端部成圆角状,定位孔411底部孔口呈圆角状;传感器107通过板材安装于工作台1顶面,传感器107位于限位轨道3内侧面,传感器107用于感应顶板41,传感器107的感应朝向位于缓冲头104靠近顶板41的一侧。顶板41向缓冲头104移动,传感器107感应到顶板41,传感器107将信号传递给终端,终端控制第一气缸101将缓冲头104升起,缓冲头104限制顶板41继续向前滑动,同时控制所有驱动电机81停止工作,随后第二气缸102驱动连接板105升降,连接板105带动定位杆106升降,定位杆106插入到定位孔411内,校正顶板41位置,使顶板41位置位置恒定,同时升降杆91对准圆孔522,使得升降杆91能够准确插入圆孔522内。
本申请实施例一种基于AOI检测的半导体检测设备的实施原理为:多个真空吸附座5通过滑动平台4在支撑轨道2上沿限位轨道3滑动,检测完毕的两个晶圆分别移动到第一下料手702和第二下料手704处,同时空的两个真空吸附座5分别移动至第一上料手701和第二上料手703处,第一下料手702和第二下料手704同时对真空吸附座5上的晶圆进行下料,同时第一上料手701和第二上料手703对空的真空吸附座5进行上料,上下料完毕后,驱动机构8继续驱动滑动平台4在支撑轨道2上滑动,滑动平台4带动真空吸附座5移动,真空吸附座5带动晶圆移动,未检测的晶圆经过AOI检测机构6被拍照;当下一个检测完毕的晶圆移动至晶圆机械手7处时,驱动机构8停止转动,第一下料手702和第二下料手704继续抓取测试完毕的晶圆,同时第一上料手701和第二上料手703将上一个被抓取晶圆的真空吸附座5上放上未测试的晶圆,驱动机构8再次驱动滑动平台4移动,重复上述操作,直至晶圆整个被AOI检测机构6拍照后,此时晶圆检测完毕,可进行取下,通过设置有多个真空吸附座5、滑动平台4和AOI检测机构6,可以对多个晶圆同时进行拍照检测,将晶圆往复式给AOI检测机构6进行检测替换成晶圆沿限位轨道3流动式的检测,在限位轨道3上有多个晶圆在运动,可以提高单个晶圆的检测效率。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于AOI检测的半导体检测设备,其特征在于:包括工作台(1)、支撑架(11)、支撑轨道(2)、限位轨道(3)、滑动平台(4)、真空吸附座(5)、AOI检测机构(6)、晶圆机械手(7)、驱动机构(8)和升降机构(9);所述支撑轨道(2)连接于所述工作台(1)上,所述支撑架(11)连接于所述工作台(1)上,所述限位轨道(3)设置于所述支撑轨道(2)上方,所述限位轨道(3)内侧安装于所述支撑架(11)上,所述滑动平台(4)设置有多个,多个所述滑动平台(4)沿所述限位轨道(3)均匀分布,所述滑动平台(4)滑动于所述支撑轨道(2)顶面,所述限位轨道(3)用于限制所述滑动平台(4)沿所述限位轨道(3)运动;所述真空吸附座(5)安装于所述滑动平台(4)上,所述真空吸附座(5)用于吸附晶圆;所述驱动机构(8)安装于所述滑动平台(4)上,所述驱动机构(8)用于驱动所述滑动平台(4)滑动;所述AOI检测机构(6)设置有多个,所述AOI检测机构(6)安装于所述工作台(1)顶面,多个所述AOI检测机构(6)沿所述限位轨道(3)外部两侧分布,多个所述AOI检测机构(6)对应检测晶圆不同位置,多个所述AOI检测机构(6)拍摄的晶圆部分照片组合成整个晶圆的照片;所述升降机构(9)安装于所述限位轨道(3)上,所述升降机构(9)用于驱动晶圆从所述真空吸附座(5)上升起;所述晶圆机械手(7)安装于所述工作台(1)上,所述晶圆机械手(7)用于向所述真空吸附座(5)上取放晶圆;
所述支撑轨道(2)包括第一圆弧段(21)、第二圆弧段(23)和第一直线段(22),所述第一直线段(22)设置有两个,两个所述第一直线段(22)的一端分别连接于所述第一圆弧段(21)的两端面,两个所述第一直线段(22)的另一端分别连接于所述第二圆弧段(23)的两端;所述限位轨道(3)包括第三圆弧段(31)、第四圆弧段(33)和第二直线段(32),所述第二直线段(32)设置有两个,两个所述第二直线段(32)的一端分别连接于所述第三圆弧段(31)的两端面,两个所述第二直线段(32)的另一端分别连接于所述第四圆弧段(33)的两端;所述第三圆弧段(31)位于所述第一圆弧段(21)正上方,所述第二圆弧段(23)位于所述第四圆弧段(33)正上方,两个所述第二直线段(32)分别位于两个所述第一直线段(22)的正上方;所述第一圆弧段(21)的圆心和所述第三圆弧段(31)的圆心相同,所述第二圆弧段(23)的圆心和所述第四圆弧段(33)的圆心相同;
所述滑动平台(4)包括顶板(41)、侧板(42)、底板(43)、第一转动轴(44)、第二转动轴(45)和第三转动轴(46),所述侧板(42)设置于所述限位轨道(3)的外部侧面,所述驱动机构(8)安装于所述侧板(42)远离所述限位轨道(3)的一侧面,所述顶板(41)的一侧面连接于所述侧板(42)顶部靠近所述限位轨道(3)的侧面,所述顶板(41)底面滑动于所述限位轨道(3)的顶面,所述真空吸附座(5)安装于所述顶板(41)顶面,所述底板(43)的一侧面连接于所述侧板(42)底部靠近所述限位轨道(3)的侧面,所述底板(43)的底面滑动于所述支撑轨道(2)顶面,所述底板(43)的顶面滑动于所述限位轨道(3)的底面;所述第一转动轴(44)的一端垂直转动连接于所述顶板(41)的底面,所述第一转动轴(44)的另一端垂直转动连接于所述底板(43)的顶面,所述第一转动轴(44)周面滚动于所述限位轨道(3)的外部侧面;所述第二转动轴(45)一端垂直转动连接于所述顶板(41)的底面,所述第三转动轴(46)一端垂直转动连接于所述底板(43)的顶面,所述第二转动轴(45)的轴线和所述第三转动轴(46)的轴线共线;绕所述限位轨道(3)顶面一周设置有第一限位槽(34),所述第一限位槽(34)与所述限位轨道(3)内部侧面连通,绕所述限位轨道(3)底面一周设置有第二限位槽(35),所述第二限位槽(35)与所述限位轨道(3)内部侧面连通,所述第一限位槽(34)和所述第二限位槽(35)上下相对应;所述第二转动轴(45)周面滚动于所述第一限位槽(34)的内侧壁,所述第三转动轴(46)滚动于所述第二限位槽(35)的内侧壁;在同一平面内,所述第一转动轴(44)的圆心与所述第二转动轴(45)的圆心连线和所述第三圆弧段(31)的经线相重合;
所述驱动机构(8)包括驱动电机(81)、第一转动柱(82)、第二转动柱(83)、安装架(84)、支撑座(85)、弹簧(86)、导向杆(87)、 齿轮(88)和外齿环(89);所述驱动电机(81)安装于侧板(42)远离所述限位轨道(3)的一侧面,所述驱动电机(81)的输出轴竖直朝下,所述驱动电机(81)的输出轴的圆心位于所述第一转动轴(44)的圆心与所述第二转动轴(45)的圆心连线上;所述齿轮(88)连接于所述驱动电机(81)的输出轴上;所述外齿环(89)内周面连接于所述支撑轨道(2)的外周面,所述齿轮(88)与所述外齿环(89)啮合;所述第一转动柱(82)一端同轴连接于所述驱动电机(81)输出轴端面,绕所述第一转动柱(82)底面边缘一周连接有多个第一齿牙(821);所述安装架(84)连接于所述侧板(42)靠近所述驱动电机(81)的一侧面,所述安装架(84)上具有弯折板(841),所述弯折板(841)一端竖直朝下且端部向所述支撑轨道(2)弯折90°;所述支撑座(85)固定连接于所述弯折板(841)底部的顶面,所述支撑座(85)顶面设置有第一放置槽(851);所述第二转动柱(83)设置于所述支撑座(85)和所述第一转动柱(82)之间,所述第二转动柱(83)顶端朝向所述第一转动柱(82),绕所述第二转动柱(83)顶面边缘一周连接有多个第二齿牙(831),所述第一齿牙(821)和所述第二齿牙(831)相互啮合;所述第二转动柱(83)底面设置有第二放置槽,所述弹簧(86)设置于所述第二转动柱(83)和所述支撑座(85)之间,所述弹簧(86)一端压紧于所述第一放置槽(851)的槽底,所述弹簧(86)另一端压紧于第二放置槽的槽底,所述导向杆(87)一端连接于所述第一放置槽(851)的槽底,所述导向杆(87)的另一端穿过所述第二转动柱(83)且延伸至所述第一转动柱(82)内;所述齿轮(88)同轴连接于所述第二转动柱(83)的外周面。
2.根据权利要求1所述的一种基于AOI检测的半导体检测设备,其特征在于:所述第二转动轴(45)底面同轴连接有第一限位轴(451),所述第三转动轴(46)顶面同轴连接有第二限位轴(461);绕所述第一限位槽(34)底面一周设置有与所述第一限位轴(451)配合的第三限位槽(36),所述第一限位轴(451)周面滚动于所述第三限位槽(36)两侧内壁;绕所述第二限位槽(35)底面一周设置有与所述第二限位轴(461)配合的第四限位槽(37),所述第二限位轴(461)周面滚动于所述第四限位槽(37)两侧内壁。
3.根据权利要求1所述的一种基于AOI检测的半导体检测设备,其特征在于:所述第一圆弧段(21)、所述第二圆弧段(23)和所述第一直线段(22)的顶部设置有多个滚珠(24),所述滚珠(24)沿所述支撑轨道(2)一周均匀规整排列,所述滚珠(24)转动于所述第一圆弧段(21)、所述第二圆弧段(23)和所述第一直线段(22)内,所述滚珠(24)伸出所述第一圆弧段(21)、所述第二圆弧段(23)和所述第一直线段(22)的顶面。
4.根据权利要求1所述的一种基于AOI检测的半导体检测设备,其特征在于:所述晶圆机械手(7)有四个,四个所述晶圆机械手(7)依次为第一上料手(701)、第一下料手(702)、第二上料手(703)和第二下料手(704);所述第一上料手(701)、所述第一下料手(702)、所述第二上料手(703)和所述第二下料手(704)结构均相同安装位置不同;所述第一下料手(702)位于所述第一圆弧段(21)的中间位置,所述第一上料手(701)位于所述第一圆弧段(21)其中一端的端部;所述第二下料手(704)位于所述第二圆弧段(23)的中间位置,所述第二上料手(703)位于所述第二圆弧段(23)远离所述第一上料手(701)的端部;所述AOI检测机构(6)设置多个,且均分为两组,两组所述AOI检测机构(6)分别位于所述支撑轨道(2)的两侧,其中一组所述AOI检测机构(6)位于所述第一直线段(22)远离另一所述第一直线段(22)的一侧;另一组所述AOI检测机构(6)位于所述第一直线段(22)远离另一所述第一直线段(22)的一侧;两组所述AOI检测机构(6)沿所述第一直线段(22)长度方向分布。
5.根据权利要求1所述的一种基于AOI检测的半导体检测设备,其特征在于:所述真空吸附座(5)包括真空发生器(51)、真空吸附盘(52)、托板(53)和顶杆(54);所述真空发生器(51)安装于所述顶板(41)顶面,所述真空吸附盘(52)安装于所述真空发生器(51)顶面,所述真空吸附盘(52)顶面设置有凹槽(521),所述凹槽(521)底面中间位置设置有贯穿所述真空吸附盘(52)底面、所述真空发生器(51)底面和所述顶板(41)底面的圆孔(522);所述托板(53)设置于所述凹槽(521)内,所述顶杆(54)一端固定连接于所述托板(53)中间位置的底面,所述顶杆(54)滑动于所述圆孔(522)内,所述顶杆(54)底面与所述顶板(41)底面齐平;所述真空吸附盘(52)内设置有真空吸附腔,所述真空吸附盘(52)顶面设置有与真空吸附腔连通的真空吸附孔;所述真空发生器(51)用于使真空吸附腔内产生真空。
6.根据权利要求5所述的一种基于AOI检测的半导体检测设备,其特征在于:所述升降机构(9)包括升降杆(91)、升降板(92)和升降气缸(93),所述升降杆(91)设置于所述限位轨道(3)内,所述升降杆(91)的顶端与所述限位轨道(3)的顶面齐平,所述升降板(92)一端连接于所述升降杆(91)的周面,所述升降板(92)另一端伸出所述限位轨道(3)的内部侧面,所述升降板(92)位于所述第二转动轴(45)和所述第三转动轴(46)之间,所述限位轨道(3)内部侧面设置有供所述升降板(92)升降的升降口(38),所述升降气缸(93)安装于所述工作台(1)顶面,所述升降气缸(93)的活塞杆连接于所述升降板(92)远离升降杆(91)的端部。
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