CN218180709U - 一种半导体芯片外观检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半导体芯片外观检测设备，半导体芯片外观检测设备包括：工作台、机械手以及检测机构；机械手设置在工作台上，机械手的末端设置有吸盘和预扫相机；检测机构包括侧面检测组件；侧面检测组件包括：检测平台、侧面检测相机以及X运动平台；检测平台固定设置在工作台上；X运动平台滑动设置在检测平台上，且X运动平台能够沿X方向运动；X运动平台的两侧均设置有侧面检测相机，X运动平台用于放置待检测芯片，侧面检测相机用于检测待检测芯片的侧面；机械手能够通过吸盘吸取芯片并将芯片放置在X运动平台上。机械手和吸盘来吸取待检测芯片，便于检测机构的灵活布置，对安装精度要求低。

Description

一种半导体芯片外观检测设备

技术领域

本实用新型涉及检测领域，尤其涉及一种半导体芯片外观检测设备。

背景技术

芯片的生产加工过程中，检测芯片的端面和侧面是否存在瑕疵这一步骤必不可少，芯片外观检测设备为检测芯片是否存在缺陷的一种机器，现有的半导体芯片外观检测设备往往需要在工作台上设置有导轨然后再导轨上设置活动块，利用活动块来运送芯片，进而完成芯片的检测过程，但是这样设置往往需要将芯片的检测机构设置在导轨的附近，不便于半导体芯片外观检测设备的灵活布置，此外利用导轨的方式运送芯片往往对安装精度要求高。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供了半导体芯片外观检测设备，旨在提供一种能够灵活布置检测设备以及对安装精度要求不高的半导体芯片外观检测设备。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种半导体芯片外观检测设备，所述半导体芯片外观检测设备包括：工作台、机械手以及检测机构；

所述机械手设置在所述工作台上，所述机械手的末端设置有吸盘和预扫相机；

所述检测机构包括位于所述送料架第一侧的侧面检测组件；所述侧面检测组件包括：检测平台、侧面检测相机、X运动平台；所述检测平台固定设置在所述工作台上；所述X运动平台滑动设置在所述检测平台上，且所述X运动平台能够沿X方向运动；所述X运动平台的两侧均设置有所述侧面检测相机，所述X运动平台用于放置待检测芯片，所述侧面检测相机用于检测所述待检测芯片的侧面；

所述机械手能够通过吸盘吸取芯片并将芯片放置在所述X运动平台上，所述X运动平台上的两个所述侧面检测相机能够对芯片的相对的两个侧面同时检测。

优选地，所述检测组件还包括：底面检测组件和顶面检测组件；

所述底面检测组件包括底面检测相机，所述底面检测相机靠近所述检测平台固定设置在所述工作台上，且所述底面检测相机的镜头竖直向上；

所述顶面检测组件包括顶面检测相机，所述顶面检测相机位于所述X 运动平台的上方，所述顶面检测相机的镜头朝向所述X运动平台；

所述机械手能够通过吸盘吸取待检测芯片运动至所述底面检测相机上方。

优选地，所述半导体芯片外观检测设备还包括上料机构；

所述上料机构包括设置在所述工作台上的上料架，所述上料架用于放置芯片，所述机械手末端的吸盘能够吸取所述上料架上的芯片。

优选地，所述侧面检测组件还包括Y运动平台；

所述X运动平台的两侧均设置有所述Y运动平台，所述Y运动平台滑动设置在所述检测平台上，且所述Y运动平台能够沿Y方向运动；所述Y运动平台上设置有侧面检测相机，所述侧面检测相机的镜头朝向所述X运动平台。

优选地，所述X运动平台上转动设置有工装块，所述工装块上设置有用于放置待检测芯片的工位；所述工位内设置有负压孔，所述工装块通过所述负压孔能够吸附待检测芯片；

所述X运动平台上固定设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴能够驱动所述工装块转动。

优选地，所述检测平台上沿Y方向设置有Y导轨，所述Y运动平台滑动设置在所述Y导轨上；

所述检测平台上还设置有第二伺服电机和驱动丝杆，所述驱动丝杆转动设置在检测平台上，所述第二伺服电机的输出轴与所述驱动丝杆的一端固定连接，且所述Y运动平台上设置有与所述驱动丝杆配合的内螺纹孔，所述第二伺服电机能够通过所述驱动丝杆驱动所述Y运动平台沿 Y方向运动。

优选地，所述检测平台上还设置有与所述第二伺服电机和所述侧面检测组件电连接的检测控制器，所述检测控制器能够接收所述侧面检测组件检测到的图像信息并根据所述图像信息控制所述第二伺服电机的转动量。

优选地，所述机械手具有6个自由度。

(三)有益效果

本实用新型利用机械手和吸盘的组合方式来吸取待检测芯片，使得本申请中的检测机构只要处于机械手的活动范围内即可，便于检测机构的灵活布置，同时，通过机械手和吸盘来运送待检测芯片，只要在工作台上安装好机械手即可，对安装精度要求低。

附图说明

图1为本实用新型半导体芯片外观检测设备的正视图；

图2为本实用新型半导体芯片外观检测设备的左视图；

图3为本实用新型半导体芯片外观检测设备的立体图；

图4为本实用新型中侧面检测组件的结构示意图。

【附图标记说明】

1：工作台；2：机械手；21：吸盘；22：预扫相机；3：检测机构； 31：侧面检测组件；311：检测平台；312：侧面检测相机；313：X运动平台；314：Y运动平台；315：工装块；32：底面检测相机；33：顶面检测相机；4：上料机构；41：上料架。

具体实施方式

为了更好地解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种半导体芯片外观检测设备，半导体芯片外观检测设备包括：工作台1、机械手2以及检测机构3；

机械手2设置在工作台1上，机械手2的末端设置有吸盘21和预扫相机22，其中吸盘21用于吸取芯片，预扫相机22用于对芯片进行定位，便于机械手2控制吸盘21吸取芯片。在优选的实施方案中，机械手2具有6个自由度，这保证了机械手2能够带动芯片完成整个检测过程。

检测机构3包括位于送料架21第一侧的侧面检测组件31和底面检测组件；其中：侧面检测组件31包括：检测平台311、侧面检测相机312、 X运动平台313；检测平台311固定设置在工作台1上。X运动平台313 滑动设置在检测平台311上，且X运动平台313能够沿X方向运动；X 运动平台313的两侧均设置有侧面检测相机312，X运动平台313用于放置待检测芯片，侧面检测相机312用于检测待检测芯片的侧面。底面检测组件包括底面检测相机32，底面检测相机32靠近检测平台311固定设置在工作台1上，且底面检测相机32的镜头竖直向上。顶面检测组件包括顶面检测相机33，顶面检测相机33位于X运动平台313上方，顶面检测相机33的镜头朝向X运动平台313；机械手2能够通过吸盘21吸取待检测芯片运动至底面检测相机32和X运动平台313的上方，并将待检测芯片放置X运动平台313上。

在本实用新型提供的半导体芯片外观检测设备中，利用机械手2和吸盘21的组合方式来吸取待检测芯片，使得本申请中的检测机构3只要处于机械手2的活动范围内即可，便于检测机构3的灵活布置，同时，通过机械手2和吸盘21来运送待检测芯片，只要在工作台1上安装好机械手2即可，对安装精度要求低，便于半导体芯片外观检测设备的组装以及适用范围。

通过在工作台1上设置机械手2，再在机械手2上设置吸盘21，利用吸盘21吸取芯片，将芯片放置在底面检测相机32上完成底面的检测，最后将芯片放置在X运动平台313上，完成芯片的侧面和顶面的检测，实现芯片检测的自动化。另外还在X运动平台313上的待检测芯片的两侧的侧面检测相机能够对待检测芯片的相对两侧进行检测，和现有技术中先检测芯片的一侧面，然后转动待检测芯片再检测待检测芯片的另一侧面相比，本申请中只需要X运动平台313沿X方向运动一次，就能够完成待检测芯片的两个侧面以及顶面的检测，无需转动待检测芯片，简化了工艺流程，提高了检测效率。

进一步地，如图3所示，在实施例1中，半导体芯片外观检测设备还包括上料机构4。上料机构4包括设置在工作台1上的上料架41，上料架41用于放置芯片，机械手2末端的吸盘21能够吸取上料架41上的芯片，使得在需要检测时，吸盘21吸取上料架41上的芯片，机械手2 带动芯片运动至底面检测相机32的上方，底面检测相机32对芯片的底面进行检测完成后，机械手2带动吸盘21运动至X运动平台313上方，并将芯片放置在X运动平台313上，X运动平台313带动芯片沿X方向运动，X运动平台313两侧的侧面检测相机312对芯片的两个侧面进行检测，顶面检测相机33对芯片的顶面进行检测，进而完成芯片的检测。在芯片完成检测后，机械手2上的吸盘21吸取完成检测的芯片，并将芯片放置在上料架41上特定的部位。

在优选的实施方案中，侧面检测组件31还包括Y运动平台314。X 运动平台313的两侧均设置有Y运动平台314，Y运动平台314滑动设置在检测台上，且Y运动平台314能够沿Y方向运动；Y运动平台314上设置有侧面检测相机312，侧面检测相机312的镜头朝向X运动平台313。将侧面检测相机312设置在Y运动平台314上，使得检侧面检测相机312 能够随着Y运动平台314在Y方向运动，这就能够调整侧面检测相机312 与待检测芯片的距离，进而保证待检测芯片始终处于侧面检测相机312 的焦点处，这就保证双面检测时的检测精度，提高了检测结果的准确性。

此外，X运动平台313上转动设置有工装块315，工装块315上设置有用于放置待检测芯片的工位。在本实施方案中待检测芯片可以是条形的，其中待检测芯片的待检测面为待检测芯片的长条形侧面，此时工位可以设置成凸起状，工位与待检测芯片的底面配合，将待检测芯片放置在凸起状的工位上时，能够保证待检测芯片的待检测的侧面不被遮挡，进而使得检测相机能够拍摄到待检测芯片的完整的侧面。此外设置工位能够在放置待检测芯片时起到一个参考的作用，降低了在自动将待检测芯片放置在X运动平台313上的控制要求，保证待检测芯片的待检测面与检测相机的镜头的中心线垂直，提高检测效果的准确信。

在上述方案中，由于待检测芯片的生产过程对环境的要求极高，所以一般均为自动化检测，在将待检测芯片放置在工位上时，不能够百分百保证长条形的待检测芯片的待检测面完全与检测相机的镜头的中心线垂直，所以在X运动平台313上固定设置有第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴能够驱动工装块315转动，其中第一伺服电机的输出轴可以通过齿轮减速器与工装块315来连接，提高工装块315的转动角度分辨率。通过第一伺服电机带动工装块315转动，进而使得长条形的待检测芯片的相对的两侧面均与对应的检测相机的中心线垂直，保证双面检测能够进行，提高了双面检测的结果的准确性。

工位内设置有负压孔，工装块315通过负压孔能够吸附待检测芯片。利用负压吸附住待检测芯片，限制了待检测芯片在随X运动平台313运动时的位移，使得待检测芯片的移动不会影响检测结果。负压孔的设置可以为：在工装块315上设置多个与负压孔连通的负压通道，然后用软管的一端与负压通道连接，最后用软管的另一端与外界的负压泵连接。由于软管是柔性的，不影响X运动模块的运动，所以在X运动模块在运动过程中，负压孔内能够始终保持是负压状态。

在优选的实施方案中，检测平台311上沿Y方向设置有Y导轨，Y 运动平台314滑动设置在Y导轨上。检测平台311上还设置有第二伺服电机和驱动丝杆，驱动丝杆转动设置在检测平台311上，第二伺服电机的输出轴与驱动丝杆的一端固定连接，且Y运动平台314上设置有与驱动丝杆配合的内螺纹孔，第二伺服电机能够通过驱动丝杆驱动Y运动平台314沿Y方向运动。另外X运动平台313和Y运动平台314的运动均受到导轨的导向，可以根据生产工艺，通过采用不同的导轨能够满足不同的检测要求。另外，在本实用新型中，X运动平台313和Y运动平台 314均设置在检测平台311上，将检测平台311可以为板材，便于整体的双面检测结构的安装，便于整体的布置。

最后，检测平台311上还设置有与第二伺服电机和检测相机电连接的检测控制器，检测控制器能够接收检测相机检测到的图像信息并根据图像信息控制第二伺服电机的转动量。侧面检测相机312的镜头的中心线与待检测芯片的侧面垂直。检测平台311上的两个侧面检测相机312 的镜头的中心线共线。这种方案就使得待检测芯片的相对的两个侧面同时被检测，此时X运动平台313的位移量理论上只需要与待检测芯片的侧面的长度相等就能够完成待检测芯片的侧面的检测，但是此方案需要保证待检测芯片的两个侧面均处于对应侧面检测相机312的焦点处，即需要确定检测平台311上两个检测相机在Y方向上位移量。确定检测平台311上两个侧面检测相机312在Y方向上位移量的方案可以如下：

首先，确认待检测芯片的尺寸，即待检测芯片的侧面的尺寸信息(具体为待检测芯的侧面的长和高)。在实际的检测过程中待检测芯片的尺寸一般为固定尺寸，所以在检测前可以认为的确定待检测芯片的尺寸。

然后，检测控制器根据待检测芯片的尺寸确定待检测芯片的侧面处于侧面检测相机312的焦点时的理论成像尺寸。具体的方案中还可以确定当待检测芯片的侧面处于侧面检测相机312的焦点时，待检测芯片的侧面在侧面检测相机312内成像时的理论大小以及待检测芯片的侧面在成像时的理论像素值。

进一步，通过控制第一伺服电机转动，进而使得待检测芯片的侧面与侧面检测相机312的镜头的中心线垂直，在实际的生产中，将待检测物的某一侧面转动至与相机的镜头垂直的控制方法可以视为现有技术。

更进一步，检测控制器接收侧面检测相机312检测到的图像信息(此时检测到的图像信息包括待检测芯的侧面在侧面检测相机312内的实际成像尺寸)。侧面检测相机312在检测到待检测芯片时，利用图像识别的算法识别出待检测芯片的边框，此时就能够计算出实际的成像尺寸，还可以根据待检测芯片的边框，计算出待检测芯片的侧面在实际成像时的实际像素值。

最后，通过比较理论成像尺寸和实际成像尺寸的差来调整侧面检测相机312在Y方向上的位移量，以使得理论成像尺寸与实际成像尺寸的差小于预设值。侧面检测相机312对待检测芯片的侧面进行拍照得到待检测芯片的侧面的实际图像信息，通过对待检测芯片的实际图像信息进行分析，进而判断待检测芯片是否存在瑕疵以及达到要求。

通过上述方法就能够保证待检测芯片的两个侧面均处于对应侧面检测相机312的焦点处，进而使得两个侧面检测相机312拍摄到的待检测芯片的侧面的照片清晰度同时满足检测要求，进而使得同时进行双面检测时的结果是准确的。

需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种半导体芯片外观检测设备，其特征在于，所述半导体芯片外观检测设备包括：工作台(1)、机械手(2)以及检测机构(3)；

所述机械手(2)设置在所述工作台(1)上，所述机械手(2)的末端设置有吸盘(21)和预扫相机(22)；

所述检测机构(3)包括侧面检测组件(31)；所述侧面检测组件(31)包括：检测平台(311)、侧面检测相机(312)以及X运动平台(313)；所述检测平台(311)固定设置在所述工作台(1)上；所述X运动平台(313)滑动设置在所述检测平台(311)上，且所述X运动平台(313)能够沿X方向运动；所述X运动平台(313)的两侧均设置有所述侧面检测相机(312)，所述X运动平台(313)用于放置待检测芯片，所述侧面检测相机(312)用于检测所述待检测芯片的侧面；

所述机械手(2)能够通过吸盘(21)吸取芯片并将芯片放置在所述X运动平台(313)上，所述X运动平台上的两个所述侧面检测相机能够对芯片的相对的两个侧面同时检测。

2.如权利要求1所述的半导体芯片外观检测设备，其特征在于，所述检测组件(31)还包括：底面检测组件和顶面检测组件；

所述底面检测组件包括底面检测相机(32)，所述底面检测相机(32)靠近所述检测平台(311)固定设置在所述工作台(1)上，且所述底面检测相机(32)的镜头竖直向上；

所述顶面检测组件包括顶面检测相机(33)，所述顶面检测相机(33)位于所述X运动平台(313)的上方，所述顶面检测相机(33)的镜头朝向所述X运动平台(313)；

所述机械手(2)能够通过吸盘(21)吸取待检测芯片运动至所述底面检测相机(32)上方。

3.如权利要求2所述的半导体芯片外观检测设备，其特征在于，所述半导体芯片外观检测设备还包括上料机构(4)；

所述上料机构(4)包括设置在所述工作台(1)上的上料架(41)，所述上料架(41)用于放置芯片，所述机械手(2)末端的吸盘(21)能够吸取所述上料架(41)上的芯片。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的半导体芯片外观检测设备，其特征在于，所述侧面检测组件(31)还包括Y运动平台(314)；

所述X运动平台(313)的两侧均设置有所述Y运动平台(314)，所述Y运动平台(314)滑动设置在所述检测平台(311)上，且所述Y运动平台(314)能够沿Y方向运动；所述Y运动平台(314)上设置有侧面检测相机(312)，所述侧面检测相机(312)的镜头朝向所述X运动平台(313)，所述X方向与所述Y方向垂直。

5.如权利要求1至3中任意一项所述的半导体芯片外观检测设备，其特征在于，所述X运动平台(313)上转动设置有工装块(315)，所述工装块(315)上设置有用于放置待检测芯片的工位；所述工位内设置有负压孔，所述工装块(315)通过所述负压孔能够吸附待检测芯片；

所述X运动平台(313)上固定设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴能够驱动所述工装块(315)转动。

6.如权利要求4所述的半导体芯片外观检测设备，其特征在于，所述检测平台(311)上沿Y方向设置有Y导轨，所述Y运动平台(314)滑动设置在所述Y导轨上；

所述检测平台(311)上还设置有第二伺服电机和驱动丝杆，所述驱动丝杆转动设置在检测平台(311)上，所述第二伺服电机的输出轴与所述驱动丝杆的一端固定连接，且所述Y运动平台(314)上设置有与所述驱动丝杆配合的内螺纹孔，所述第二伺服电机能够通过所述驱动丝杆驱动所述Y运动平台(314)沿Y方向运动。

7.如权利要求6所述的半导体芯片外观检测设备，其特征在于，所述检测平台(311)上还设置有与所述第二伺服电机和所述侧面检测组件(31)电连接的检测控制器，所述检测控制器能够接收所述侧面检测组件(31)检测到的图像信息并根据所述图像信息控制所述第二伺服电机的转动量。

8.如权利要求1至3中任意一项所述的半导体芯片外观检测设备，其特征在于，所述机械手(2)具有6个自由度。

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