CN220651953U - 一种晶圆喷墨用视觉检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆喷墨用视觉检测装置，包括：固定模组、位置调整模组以及功能模组；固定模组水平设置，位置调整模组设置在固定模组上，功能模组设置在固定模组上且对应位置调整模组上方的位置；位置调整模组上设有晶圆承载区域；功能模组上设有喷墨端、补光端和视觉检测端；喷墨端、补光端和视觉检测端均对应晶圆承载区域设置；位置调整模组，用于放置待喷墨晶圆，并控制待喷墨晶圆的移动；本实用新型能够通过视觉系统搭配喷墨设备进行自动化喷墨质量检测，基于自动化设备的检测流程能够保证检测一致性和可靠性，统一检测规范的同时，保证、稳定了检测效率，降低了误检概率，提升了检测精准度。

Description

一种晶圆喷墨用视觉检测装置

技术领域

本实用新型涉及视觉检测领域，特别是涉及一种晶圆喷墨用视觉检测装置。

背景技术

目前，在视觉检测应用中，存在很多的检测场景。

例如，在晶圆喷墨后，要检测晶圆表面墨点质量是否达标，现有方案中常用人工目检的方式完成判断，这种方式无法保证检测的一致性以及可靠性，其无法满足一些精密零件的检测需求以及检测稳定性要求，人工操作的不定性可能会导致多次复检，容易影响生产过程的时效性，降低生产效率，提升生产成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是，针对现有技术中所存在的上述问题，提供一种晶圆喷墨用视觉检测装置，进而解决现有技术中晶圆喷墨质量检测无法保证检测一致性和可靠性，影响检测效率、检测精准度和检测稳定性的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种晶圆喷墨用视觉检测装置，包括：

固定模组、位置调整模组以及功能模组；

所述固定模组水平设置，所述位置调整模组设置在所述固定模组上，所述功能模组设置在所述固定模组上且对应所述位置调整模组上方的位置；

所述位置调整模组上设有晶圆承载区域；

所述功能模组上设有喷墨端、补光端和视觉检测端；

所述喷墨端、所述补光端和所述视觉检测端均对应所述晶圆承载区域设置；

所述位置调整模组，用于放置待喷墨晶圆，并控制所述待喷墨晶圆的移动。

作为一种改进的方案，所述位置调整模组，包括：X轴运动机构、Y轴运动机构和R轴运动机构；

所述X轴运动机构水平设置在所述固定模组上表面；

所述Y轴运动机构水平设置，且所述Y轴运动机构可滑动的连接在所述X轴运动机构上，所述Y轴运动机构与所述X轴运动机构在水平方向上相互垂直；

所述R轴运动机构竖直设置，且所述R轴运动机构可滑动的连接在所述Y轴运动机构上，所述R轴运动机构的上表面可旋转的连接有水平设置的wafer治具台，所述wafer治具台上表面为所述晶圆承载区域；

所述X轴运动机构，用于带动所述Y轴运动机构在X轴自由度上进行位移；

所述Y轴运动机构，用于带动所述R轴运动机构在Y轴自由度上进行位移；

所述R轴运动机构，用于带动所述wafer治具台以所述R轴运动机构的中心轴为旋转轴进行旋转。

作为一种改进的方案，所述功能模组，包括：倒U形支架以及安装于所述倒U形支架上的子功能模块；

所述倒U形支架设置在所述固定模组上表面对应所述wafer治具台的位置；所述倒U形支架两端连接于所述固定模组上表面对应所述位置调整模组两侧的位置，所述倒U形支架上表面高于所述wafer治具台设置；所述倒U形支架上表面对应所述wafer治具台的位置开设有在竖直方向上贯穿所述倒U形支架的操作孔；

所述子功能模块环绕所述操作孔设置在所述倒U形支架上表面；所述子功能模块由所述喷墨端、所述补光端和所述视觉检测端构成；所述喷墨端、所述补光端和所述视觉检测端均朝向所述操作孔处设置。

作为一种改进的方案，所述喷墨端，包括：第一安装座和喷墨头；

所述第一安装座靠近所述操作孔设置；

所述喷墨头连接在所述第一安装座上；

所述喷墨头的下端朝向所述操作孔处设置。

作为一种改进的方案，所述视觉检测端，包括：第二安装座和视觉检测相机；

所述第二安装座安装于所述第一安装座一侧；

所述视觉检测相机倾斜设置于所述第二安装座上；

所述视觉检测相机的镜头朝向所述操作孔处设置。

作为一种改进的方案，所述补光端，包括：第三安装座和光源单元；

所述第三安装座相对于所述第一安装座设置在所述第二安装座另一侧；

所述光源单元倾斜设置于所述第三安装座上；

所述光源单元的光源输出端朝向所述操作孔处设置。

作为一种改进的方案，所述视觉检测相机与所述第二安装座之间的倾斜角度为第一角度；

所述光源单元与所述第三安装座之间的倾斜角度为第二角度；

所述第一角度和所述第二角度均包括：45度。

作为一种改进的方案，所述固定模组，包括：水平设置的台面机构；

所述台面机构的材质，包括：大理石材质；

所述台面机构上设有若干安装适配孔；

所述位置调整模组设置在所述台面机构的上表面；

所述倒U形支架连接于所述台面机构的上表面。

作为一种改进的方案，所述X轴运动机构的中心处对应所述台面机构的中心处设置；

所述操作孔对应所述台面机构的中心处设置。

作为一种改进的方案，所述视觉检测相机的镜头，包括：移轴镜头。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，可以通过视觉系统搭配喷墨设备进行自动化喷墨质量检测，基于自动化设备的检测流程能够保证检测一致性和可靠性，统一检测规范的同时，保证、稳定了检测效率，同时降低了误检概率，提升了检测精准度；再者，本实用新型的结构集成度高，稳定性强，能够适用于高速运动场景，且具有一定的可拓展性，适用范围广，适用性强。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种晶圆喷墨用视觉检测装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中一种晶圆喷墨用视觉检测装置中位置调整模组的立体结构示意图；

图3是图1中A处的放大结构示意图；

附图中各部件的标记如下：

1、台面机构；2、X轴运动机构；3、Y轴运动机构；4、R轴运动机构；

5、治具台；6、倒U形支架；7、子功能模块；8、操作孔；9、第一安装座；

10、喷墨头；11、第二安装座；12、视觉检测相机；13、第三安装座；

14、光源单元；15、镜头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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”、“上”、“下”、“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例。

请参阅图1~图3，本实用新型实施例包括：

一种晶圆喷墨用视觉检测装置，包括：固定模组、位置调整模组以及功能模组；固定模组，主要用于提供整个装置的稳固作用，提供最基础的支撑功能；位置调整模组，主要用于放置待喷墨的晶圆，并对晶圆进行位置移动的控制，进而适配不同的生产线或应用场景；功能模组，主要用于提供喷墨功能和视觉检测功能；在本装置中，位置调整模组设置在固定模组上，功能模组设置在固定模组上且对应位置调整模组上方的位置；位置调整模组上设有晶圆承载区域，功能模组上设有喷墨端、补光端和视觉检测端，喷墨端、补光端和视觉检测端均对应该晶圆承载区域设置；

作为本实用新型的一种实施方式，如图1所示，固定模组为一个水平设置的台面机构1，本实施方式中，为了保证良好的稳定性，该台面机构1采用大理石台，大理石台外表面设置有各种适配孔，用于和流水线或其他机构相互连接以便于适配不同的应用场景；可以想到的是，该台面机构1还可以采用其他材质的台面制成，以达到同样的支撑稳定效果；

作为本实用新型的一种实施方式，如图2所示，位置调整模组，由三个部分组成，X轴运动机构2、Y轴运动机构3和R轴运动机构4；X轴运动机构2水平设置在大理石台上表面，X轴运动机构2的中心处对应该大理石台的中心处设置；Y轴运动机构3水平设置，且Y轴运动机构3可滑动的连接在X轴运动机构2上，X轴运动机构2可带动Y轴运动机构3沿X轴运动机构2的长度方向进行滑动，Y轴运动机构3与X轴运动机构2在水平方向上相互垂直；R轴运动机构4竖直设置，且R轴运动机构4可滑动的连接在Y轴运动机构3上，Y轴运动机构3可带动R轴运动机构4沿Y轴运动机构3的长度方向进行滑动；在本装置中，R轴运动机构4用于提供旋转力，即R轴运动机构4的上表面可旋转的连接有水平设置的wafer治具台5，wafer治具台5用于放置待喷墨的wafer（即晶圆），其上表面即为前述的晶圆承载区域；R轴运动机构4可带动该wafer治具台5以R轴运动机构4的中心轴为旋转轴进行旋转；基于位置调整模组，使wafer治具台5能够在三个自由度方向上进行运动，进而适配不同的应用场景；伴随X轴运动机构2、Y轴运动机构3和R轴运动机构4的相互配合，wafer治具台5、X轴运动机构2、Y轴运动机构3和R轴运动机构4支持移动至同轴设置的位置状态；

作为本实用新型的一种实施方式，如图1所示，功能模组，包括：倒U形支架6以及设在倒U形支架6上的子功能模块7；倒U形支架6主要提供子功能模块7的支撑作用，且倒U形支架6设置在大理石台上表面对应该wafer治具台5的位置，倒U形支架6的两端连接在大理石台上表面位于位置调整模组两侧的位置，倒U形支架6的上表面高于该wafer治具台5设置；倒U形支架6上表面对应该wafer治具台5的位置开设有在竖直方向上贯穿该倒U形支架6的操作孔8；子功能模块7环绕该操作孔8设置在倒U形支架6上表面；子功能模块7上设有前述的喷墨端、补光端和视觉检测端，喷墨端、补光端和视觉检测端均朝向该操作孔8中心处设置；

作为本实用新型的一种实施方式，喷墨端，包括：第一安装座9和喷墨头10，第一安装座9靠近该操作孔8设置，喷墨头10连接在第一安装座9上，且喷墨头10的下端朝向操作孔8的中心处设置；喷墨头10用于向wafer治具台5上的晶圆喷墨；

作为本实用新型的一种实施方式，如图3所示，视觉检测端，包括：第二安装座11和视觉检测相机12；补光端，包括：第三安装座13和光源单元14；第二安装座11和第三安装座13分别设置在第一安装座9的两侧，视觉检测相机12倾斜45度设置在第二安装座11上，视觉检测相机12的镜头15朝向操作孔8的中心处设置；为了保证倾斜位置下的成像效果，视觉检测相机12的镜头15采用沙姆镜头（即移轴镜头）；光源单元14倾斜45度设置在第三安装座13上，光源单元14的光源输出端朝向操作孔8的中心处设置；视觉检测相机12用于拍照检测wafer治具台5上晶圆的末端质量；光源单元14用于打光/补光，为视觉检测相机12提供良好的视觉检测环境，利于提升检测精度；

作为本实用新型的一种实施方式，本实用新型的工作原理如下：

首先，基于位置调整模组，使wafer治具台5能够在三个自由度方向上进行运动；在准备进行检测时，采用X轴运动机构2和Y轴运动机构3的控制，使wafer治具台5移动至倒U形支架6外，即远离倒U形支架6的位置，此时无倒U形支架6的干涉，操作者或流水线的机械臂可将待检测的晶圆放置在wafer治具台5上；

之后，待晶圆放置完毕，采用X轴运动机构2和Y轴运动机构3的控制，使wafer治具台5移动至倒U形支架6上操作孔8的正下方，此时通过传感器或视觉检测相机12检测到晶圆到位，进而开启喷墨头10对晶圆进行喷墨，喷墨时，基于R轴运动机构4旋转其承载的晶圆，进而满足不同的喷墨需求；

之后，喷墨完成，开启光源单元14，并调用视觉检测相机12对喷墨后的晶圆拍照，根据获得的照片采用图像识别、特征对比或AI识别等技术进行墨点质量分析，判断是否合格/达标；拍照时，也可基于R轴运动机构4旋转晶圆，进而避免一些情况下因移动不到位导致晶圆被倒U形支架6遮挡所引起的检测不完整状况；

最后，根据数字化分析的墨点质量结果，即可进行记录，完成自动化的晶圆喷墨及检测过程。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于，包括：固定模组、位置调整模组以及功能模组；

所述固定模组水平设置，所述位置调整模组设置在所述固定模组上，所述功能模组设置在所述固定模组上且对应所述位置调整模组上方的位置；

所述位置调整模组上设有晶圆承载区域；

所述功能模组上设有喷墨端、补光端和视觉检测端；

所述喷墨端、所述补光端和所述视觉检测端均对应所述晶圆承载区域设置；

所述位置调整模组，用于放置待喷墨晶圆，并控制所述待喷墨晶圆的移动。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于：

所述位置调整模组，包括：X轴运动机构（2）、Y轴运动机构（3）和R轴运动机构（4）；

所述X轴运动机构（2）水平设置在所述固定模组上表面；

所述Y轴运动机构（3）水平设置，且所述Y轴运动机构（3）可滑动的连接在所述X轴运动机构（2）上，所述Y轴运动机构（3）与所述X轴运动机构（2）在水平方向上相互垂直；

所述R轴运动机构（4）竖直设置，且所述R轴运动机构（4）可滑动的连接在所述Y轴运动机构（3）上，所述R轴运动机构（4）的上表面可旋转的连接有水平设置的wafer治具台（5），所述wafer治具台（5）上表面为所述晶圆承载区域；

所述X轴运动机构（2），用于带动所述Y轴运动机构（3）在X轴自由度上进行位移；

所述Y轴运动机构（3），用于带动所述R轴运动机构（4）在Y轴自由度上进行位移；

所述R轴运动机构（4），用于带动所述wafer治具台（5）以所述R轴运动机构（4）的中心轴为旋转轴进行旋转。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于：

所述功能模组，包括：倒U形支架（6）以及安装于所述倒U形支架（6）上的子功能模块（7）；

所述倒U形支架（6）设置在所述固定模组上表面对应所述wafer治具台（5）的位置；所述倒U形支架（6）两端连接于所述固定模组上表面对应所述位置调整模组两侧的位置，所述倒U形支架（6）上表面高于所述wafer治具台（5）设置；所述倒U形支架（6）上表面对应所述wafer治具台（5）的位置开设有在竖直方向上贯穿所述倒U形支架（6）的操作孔（8）；

所述子功能模块（7）环绕所述操作孔（8）设置在所述倒U形支架（6）上表面；所述子功能模块（7）由所述喷墨端、所述补光端和所述视觉检测端构成；所述喷墨端、所述补光端和所述视觉检测端均朝向所述操作孔（8）处设置。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于：

所述喷墨端，包括：第一安装座（9）和喷墨头（10）；

所述第一安装座（9）靠近所述操作孔（8）设置；

所述喷墨头（10）连接在所述第一安装座（9）上；

所述喷墨头（10）的下端朝向所述操作孔（8）处设置。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于：

所述视觉检测端，包括：第二安装座（11）和视觉检测相机（12）；

所述第二安装座（11）安装于所述第一安装座（9）一侧；

所述视觉检测相机（12）倾斜设置于所述第二安装座（11）上；

所述视觉检测相机（12）的镜头（15）朝向所述操作孔（8）处设置。

6.根据权利要求5所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于：

所述补光端，包括：第三安装座（13）和光源单元（14）；

所述第三安装座（13）相对于所述第一安装座（9）设置在所述第二安装座（11）另一侧；

所述光源单元（14）倾斜设置于所述第三安装座（13）上；

所述光源单元（14）的光源输出端朝向所述操作孔（8）处设置。

7.根据权利要求6所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于：

所述视觉检测相机（12）与所述第二安装座（11）之间的倾斜角度为第一角度；

所述光源单元（14）与所述第三安装座（13）之间的倾斜角度为第二角度；

所述第一角度和所述第二角度均包括：45度。

8.根据权利要求3所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于：

所述固定模组，包括：水平设置的台面机构（1）；

所述台面机构（1）的材质，包括：大理石材质；

所述台面机构（1）上设有若干安装适配孔；

所述位置调整模组设置在所述台面机构（1）的上表面；

所述倒U形支架（6）连接于所述台面机构（1）的上表面。

9.根据权利要求8所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于：

所述X轴运动机构（2）的中心处对应所述台面机构（1）的中心处设置；

所述操作孔（8）对应所述台面机构（1）的中心处设置。

10.根据权利要求5所述的一种晶圆喷墨用视觉检测装置，其特征在于：

所述视觉检测相机（12）的镜头（15），包括：移轴镜头。