TW201724319A - 元件操控裝置 - Google Patents

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Abstract

一種元件操控裝置，其用於從結構元件庫中取出元件以及用於將該取出元件置放於接收裝置上。一具有多個採集器的第一翻轉裝置被設置成，在一交付處上從結構元件庫中接收一元件，並以第一預定角度，繞自身縱軸或橫軸，翻轉該接收元件，並將之傳送至一移交處；一具有多個採集器的第二翻轉裝置被設置成，在一移交處從第一翻轉裝置上採集器中接收該元件，並以第二預定角度，繞自身縱軸或橫軸，翻轉該元件，並將之傳送至存放處。該隸屬於第一和第二翻轉裝置的位置與特性傳感器被設置成，擷取第一與第二翻轉裝置的位置數據、擷取位於採集器上元件的位置數據和/或擷取位於採集器上元件的特性，並將該些信息提供予控制器。該控制器被設置成：利用第一旋轉驅動器繞第一軸可控地轉動該第一翻轉裝置；利用第一線性驅動器沿第一軸可控地移動該第一翻轉裝置；利用第二旋轉驅動器繞與第一軸非共線的第二軸可控地轉動該第二翻轉裝置；以及利用第二線性驅動器沿第二軸可控地移動該第二翻轉裝置。

Description

元件操控裝置
本發明涉及一元件操控裝置，該元件操控裝置與一接收裝置和一成像傳感器互相配合使用。
元件，在此例如(電子)半導體元件，或亦稱為“晶片”。一種這樣的元件通常為棱柱形，其具有大致為例如四邊形的多邊形(矩形或方形)橫截面，並具有多個側面以及一端面和一頂面；該元件的側面以及兩個(上下)頂面，於下文中統稱為邊面，該元件也可以具有不同於數量為四的側面數量，一元件也可以是一光學元件(棱鏡、反射鏡、透鏡等)；整體而言，元件可以具有任何幾何形狀。
從申請人的實際操作經驗中，所謂的採集與放置裝置為已知的，在該裝置內，藉由一吸附器或一夾固器將元件納入一元件台面上，隨後再將該元件存放於一載體或一傳送容器中；元件存放前，通常需要進行元件的檢查，為達此目的，以一或多個攝像機拍攝元件的一或多個邊面，並使用自動圖像處理進行分析。
此類夾固器可在傳送過程中固持元件，並可於拍攝元件圖像時固持元件的一個面，例如底面或頂面。因此，在德國專利公開號DE 10 2008 018 586 A1中，其包括：一用於檢測元件表面的光學檢測裝置，該元件從第一工位被傳送至第二工位；一攝像機，其朝向至少一元件第一表面；一光源，其發送短波 光至第一表面上；一第二光源發送長波光到至少一元件第二表面；其中該攝像機接收反射於表面的第一和第二光束，該(些)第二表面與該(些)第一表面彼此朝向不同方向，這種情形類似一立方體元件具有一底面與四邊面。
歐洲專利公開號EP 1 470 747 B1，其涉及一晶片取出裝置、一晶片取出系統、一安裝系統和一晶片取出與加工方法，其從晶圓中取出晶片，將之傳送至一移交位置並同時翻轉之；該用於從半導體晶圓中取出晶片的晶片取出裝置，包括有一可轉動的取出工具，其用於從晶圓中取出晶片以及用於將取出的晶片繞其縱軸或橫軸翻轉180°；以及一可轉動的翻轉工具，其用於將取出的晶片繞其縱軸或橫軸重新翻轉180°，其中該翻轉工具和取出工具互相配合運用；該取出工具具擁有第一移交位置，而該翻轉工具擁有第二移交位置，晶片可以在該些位置上被轉移到安裝頭上，以進行加工處理。
歐洲專利公開號EP 0 906 011 A2涉及一種用於將電子元件取出與組裝於基板上的裝置，該裝置包括一可轉動的移交裝置，其可在接收位置上將電子元件從供給模組中取出，並在第一移交位置上將之移交給用於繼續加工的吸附帶；該吸附帶通過可轉動的安裝頭接收元件並將之傳送至第二移交位置。
世界專利公開號WO 02/054480 A1涉及一種用於安裝晶片各種表面的光學檢測裝置，該裝置包括一第一上側傳送盤，其被設置成可將晶片從供給單元取出並傳送至第一移交位置；其中晶片被保持於形成於上側運輸筒側面上的吸附開口，並藉由上側傳送盤的轉動而移動；該裝置還包括一與上側傳送盤對應形成的第二下側運輸盤，其在第一移交位置上接收取出晶片，並將之傳送到第二移交位置；藉由該裝置可以進行晶片檢測，其中將攝像機設置於傳送盤側邊並檢測晶片的頂側和底側，隨後繼續將晶片相對於原始方向翻轉並移交至用於加工的分選裝置。
美國專利公開號US 4,619,043公開了一種用於取出和安裝電子元件(特別是晶片)於電路板上的設備和方法，該設備包括一輸送裝置，其用於從接收單元中接收晶片以及將所接收的晶片傳送至第一移交位置，該輸送裝置具有一互相嚙合的傳輸鏈和一可轉動的鏈輪；另外，該裝置還包括一可轉動的緊固工具，其具有用於在第一移交位置上接收晶片的安裝頭，該緊固工具被設置成可利用旋轉運動將接收的晶片傳送至第二移交位置，在該位置上晶片被翻轉。
日本專利公開號JP 2-193813涉及一種用於接收和翻轉由測試人員檢測的電子元件的裝置，該裝置包括一供給單元，利用第一旋轉體從供給單元中取出片式電子元件並將之設置於該第一旋轉體周圍；藉由該旋轉體的旋轉運動，將電子元件傳送至第一移交位置上並使其繞自身縱軸或橫軸進行翻轉；該裝置還包括一第二旋轉體，其在第一移交位置上接收取出的電子元件並將之傳送至第二移交位置，此時並伴隨著另一電子元件繞自身縱軸或橫軸的翻轉行為；藉此，該裝置得以檢測元件的各個不同邊。
美國專利公開號US 6,079,284涉及一種片劑廣泛目視檢查裝置，其中該裝置包括一第一檢查輥，其利用形成於其側面的吸附孔從供給裝置上取出片劑，並利用旋轉運動將之傳送至第二檢查輥，該第二輥對應該第一輥而形成吸附孔，其中該吸附孔在移交位置上接收片劑；該裝置還包括可進行片劑全面檢查的檢查單元。
進一步的先前技術可見於下列文獻：JP 2001-74664(A)、JP 1-193630(A)、US 5,750,979、WO 85/04385 A1、DE 199 13 134 A1、JP 8-227904 A。
如何能讓元件操控裝置進行元件的精確操控和能在高輸送量下進行檢測，為本發明亟待解決的問題。
上述任務通過一元件操控裝置而達成，其用於從結構元件庫中取出元件以及用於將該取出元件置放於接收裝置上。一具有多個採集器的第一翻轉裝置被設置成，在一交付處上從結構元件庫中接收一元件，並以第一預定角度，繞自身縱軸或橫軸，翻轉該接收元件，並將之傳送至一移交處；一具有多個採集器的第二翻轉裝置被設置成，在一移交處從第一翻轉裝置上採集器中接收該元件，並以第二預定角度，繞自身縱軸或橫軸，翻轉該元件，並將之傳送至存放處。該隸屬於第一和第二翻轉裝置的位置與特性傳感器被設置成，擷取第一與第二翻轉裝置的位置數據、擷取位於採集器上元件的位置數據和/或擷取位於採集器上元件的特性，並將該些信息提供予控制器。該控制器被設置成：利用第一旋轉驅動器繞第一軸可控地轉動該第一翻轉裝置；利用第一線性驅動器沿第一軸可控地移動該第一翻轉裝置；利用第二旋轉驅動器繞與第一軸非共線的第二軸可控地轉動該第二翻轉裝置；以及利用第二線性驅動器沿第二軸可控地移動該第二翻轉裝置。
藉由上述設置方式可形成一個整合式的操控/檢測裝置。成像傳感器檢查元件所有或幾乎所有的頂面和/或邊面，並為機械手(採集器)與接收處的定位提供相關數據；因此，該裝置形成一閉合機械系統的核心與制程技術必要的周邊設備，例如，元件的提供(例如，晶圓工作台)和元件存放的提供(例如，存放袋或載體帶)。本發明的元件操控裝置從一例如水平設置於元件操控裝置上方的元件庫(晶圓盤)中接收元件，其中該元件庫具有一固設的排放單元，元件庫可相對於這些 固設的排放單元而平面式移動，該排放單元通過針管或無接觸方式(例如，通過激光束)進行排放運作，藉此，元件可以個別單一地從元件庫被釋放出來並被採集器接收，所排放出的元件總共被傳送到六道或更多道的檢驗工序，最後被輸送到存放袋或載體帶的接收處。接收處與(存放)袋在此具有同等定義，可以互換使用。損壞元件可以被排除。整合入移交過程的元件光學檢查被分成多個檢測步驟，在元件的光學檢查中使用一或多個成像傳感器，藉此為一元件的頂面和/或側面以及位於移交處/接收處的採集器的位置進行光學檢測；該些成像傳感器被設置成，在多個檢測步驟中各自用於檢測至少一元件頂面和/或側面的圖像。元件的傳送/運輸則發生於當該些翻轉裝置上採集器各持有一元件時，傳送時該被固持的元件一一經過個別的檢測步驟，該成像傳感器所檢測到的(圖像)數據則另用於協調機械手(採集器)和接收處的位置操控。該元件的傳送方式為，將元件大致連續或周期性地沿其路徑傳送。
本發明所提出的整個組件結合了操控與檢測兩種功能，當元件分別迅速地從元件庫中取出，通過檢查列為完好零件而精確放置於接收處時，上述二功能相互交織達成若干快速而精確的多個(可高達六個或更多)元件面的定性評估。
該元件操控裝置具有兩個翻轉裝置，該二翻轉裝置優選為具有可控式操作方式，優選為兩者彼此大致正交(90°±15°)，並大致形成星形或輪狀，該二翻轉裝置也可以形成矩形形狀，每一翻轉裝置分別配置多個可徑向移動的採集器，將元件分別固定於一採集器上並於一旋轉角度內，在一或多個元件轉接與移交過程中，分別執行檢查元件、排除損壞元件以及可能的下一步驟。
本發明所提出的元件操控裝置中，該二星形或輪狀翻轉裝 置於徑向而朝外的採集器上承載該些元件，其中，該些採集器設置於該二翻轉裝置的(虛擬)周邊。在一些其他的元件操控裝置中，一或兩個翻轉裝置的多個採集器彼此共面或平行於其旋轉軸，這樣的布局與本發明元件操控裝置的布局形成差異。
上述多個檢測步驟的執行，應沒有時間或特定順序(例如首先於檢測步驟中進行一圖像感測，然後在另一檢測步驟中進行另一圖像感測)，其中，在本發明中也有可能使用相反的順序而更為有利，因為根據位於各個翻轉裝置上採集器的數量，也可以同時在每一翻轉裝置上接收多個元件，儘管於不同的元件，檢測步驟也是同時進行著。
利用成像傳感器在每一檢測步驟中檢測到的元件的(上/下)頂面和/或側面，可以是該元件不同的頂面和/或側面。
光學檢測方式使得元件在元件傳送路徑中，大致或幾乎完全沒有停頓，在此，於移動過程或最小停頓時間，藉由該些成像傳感器檢測一或多個元件的頂面和/或側面，該些圖像隨後並以圖像處理方法進行分析。該光學感應/檢測的另一替代方案為使用一或多個彩色或黑白攝像機做為成像傳感器。
在此，該些成像傳感器可以擁有一或多個反射鏡、光學棱鏡以及透鏡等。
該些成像傳感器可以配設輻射源或光源，其中每一光源可以設置成用於照明元件至少一部分、並具有不同光譜或波長範圍的光/輻射，其波長範圍可以至少部分不同、重疊或重合，並例如可以設置成第一光源為紅色而第二光源為藍色；然而也可以使用與此相反的設置或使用其他波長配對(例如使用紅外線和可見光)。
當承載元件的採集器位於各自的檢測範圍時，該些光源可 以利用控制機構控制而分別短暫開啟，使得元件的頂面和/或側面可以利用對應的成像傳感器照亮而暴露於檢測用的短暫閃光下；替選地，亦可使用持續照明裝置。
一實施例中，該元件操控裝置配設有一供給裝置，其被設置成，可分別從結構元件庫將元件提交給利用控制器適當定位的第一翻轉裝置上採集器，其可以是一元件排放器(噴出器)，該排放器利用一針管穿過晶圓載體薄膜將元件排出；或可以是一激光脈衝發生器，該激光脈衝發生器可融化載體薄膜上元件的粘接劑。該供給裝置配設有一位置和/或特性傳感器，其被設置成，可以提供該供給裝置與移交元件的相對位置和/或可以提供移交元件的位置數據，和/或可以檢測移交元件的特性，並將該些數據提供予控制器，以操控該供給裝置。
一實施例中，該元件操控裝置配設有一接收裝置，該接收裝置具有一存放處並可將元件傳送至該處，該接收裝置還配設有多個位置和/或特性傳感器，其被設置成，可以提供傳送至該存放處的元件的位置數據，可以檢測接收裝置的接收位置和/或可以檢測此處元件的位置數據和/或特性，並將該些數據提供給控制器。該控制器被設置成，可利用第三旋轉驅動器，至少部分地繞一包含該存放處的第三軸，可控地轉動該接收裝置；該控制器還可以被設置成，利用至少第三線性驅動器，至少部分地沿一軸線，可控地移動該接收裝置；最後該控制器也可以被設置成，利用一線性驅動器，沿第一和/或第二軸其中一軸，可控地移動該接收裝置傳送的載體，其中該載體用於元件單獨的接收。
一該元件操控裝置實施例中，該第一和/或第二翻轉裝置的該些採集器被設置成，可徑向設於旋轉軸，或是可相對於翻轉裝置的中心，可控地向外伸出或向內回縮，和/或可被施以負壓而可控地接收 和移交該被傳送元件，和/或可被施以正壓，和/或可繞其相應徑向運動軸而不做運動，或是可以一旋轉角度繞其相應徑向運動軸可控地旋轉。
一該類型元件操控裝置實施例中，其具有線性驅動器，該些線性驅動器配設有第一和/或第二翻轉裝置上採集器，該些採集器可在第一和第二翻轉裝置之間的交付處與移交處徑向向外伸出或向內回縮；該些線性驅動器分別從對應的翻轉裝置外伸至相應位置的採集器上，並徑向向外或向內移動該些採集器；在另一實施例中，當復位彈簧向內移動該些採集器時，該些線性驅動器只向外分別移動對應採集器；又一實施例中，每一採集器配設有一雙向或單向的徑向驅動器。
一該元件操控裝置實施例中，閥件分別為每一獨立的採集器提供個別且位置正確的正壓和負壓，以實現自由位置或可控式位置的下列功能：1.元件的吸附；2.元件的保持；3.在使用或不使用可控式吹離脈衝條件下，元件可被置放和/或元件可被自由吹離。
一該元件操控裝置實施例中，該介於交付處與移交處之間的第一翻轉裝置，和/或該介於移交處與存放處之間的第二翻轉裝置，皆分別配設有位置與特性傳感器，該些位置與特性傳感器被設置成，可檢測被傳送元件的位置數據和/或特性，和/或可檢測用於位置調整的機械手(採集器)與接收處的位置數據，並將該些數據提供予控制器。
一該元件操控裝置實施例中，至少部分的位置與特性傳感器被設置成，可分別檢測被傳送元件的至少一頂面和/或一或多個側面，以得到其位置數據和/或特性，並將該些數據提供予控制器。
一該元件操控裝置實施例中，於第一翻轉裝置的中心和/或第二翻轉裝置的中心，分別設置至少一成像特性和/或位置傳感器，以用於判斷待接收元件的特性和/或位置或判斷接收裝置接收處的位置， 和/或判斷此處元件的特性和/或其位置。根據一或多個傳感器的特性數據和/或位置數據，可以利用控制器對被接收元件或接收處的特性錯誤和/或位置誤差進行修正。一實施例中，該一或多個成像傳感器被設置成，可分別在第一和第二翻轉裝置上兩個相鄰採集器之間執行圖像採集動作，並將之提供予元件庫或晶圓、翻轉裝置和/或接收裝置，以利用控制器進行排放單元相應的修正動作；另一實施例中，該排放單元為固定設置。
另外或替選地，該些成像特性和/或位置傳感器也可以相對於第一和第二翻轉裝置，另外設置外部的成像特性和/或位置傳感器，以用於判斷待接收元件的特性和/或位置或判斷接收裝置接收處的位置，和/或判斷此處元件的特性和/或位置。根據一或多個傳感器的特性數據和/或位置數據，可以利用控制器對被接收元件或接收處的特性錯誤和/或位置誤差進行修正。此外，獨立於該上述檢查系統，而功能上隸屬於該操控系統一部分的設置方式為，可以分別在兩個翻轉裝置的中心設置一方向朝上的元件庫攝像機(使用90°角反射鏡系統和照明燈光)，以及設置一優選但結構不一定完全相同的方向朝下組件，以做為置放攝像機；該二者被用來檢測元件或接收處的位置，以修正元件或接收處所發生的位置誤差。通過一介於採集器之間的開窗，並於兩個翻轉裝置進行擺轉運動時，進行圖像的採集，其中該些攝像機可以執行後續晶圓或接收裝置的修正動作。替選地，在此也可以設置外部的晶圓或置放攝像機。
一元件操控裝置實施例中，該移交處和/或該存放處位於排除處的上游和下游位置，該設置用意為，通過該控制器的操控並利用至少一個的位置與特性傳感器將被認定為損壞元件的元件排出，使其不 能被認定為完好部件而被放置於接收裝置上。
一元件操控裝置實施例中，該第一和/或第二翻轉裝置分別配設有數目為整數的n個採集器，n2，其中第一翻轉裝置上採集器的數目和第二翻轉裝置上採集器的數目可以是相同或不同。
一元件操控裝置實施例中，第一、第二和/或第三軸彼此分別以90°±10°或15°的方式圍合起來。
一元件操控裝置實施例中，該些位置與特性傳感器為具有相同或不同檢測光譜的成像傳感器，或是為有或無接觸性距離測量用位置傳感器，或是為有或無接觸性檢測用特性傳感器等。
該些位置與特性傳感器可以為具有直線或彎折光軸的成像傳感器。
該攝像機系統或是該些包括反射鏡單元與照明單元的位置與特性傳感器，可以通過下述空間排列方式而彼此結合：在同一處理位置上，每一相向元件表面與兩個側面同時進行元件檢查，例如一個立方體元件的六個邊面一共只需要兩個處理位置即可完成檢查，其中元件的每一處理位置分別各自檢測三個邊面。一實施例中，將每個第三處理位置大致水平地固設於旋轉軸或擺轉軸的高度上，以做為每一翻轉裝置的檢測位置。
其他位置的測量工作則可以通過另外兩個附加攝像機系統(前/後側攝像機)而達成。
一元件操控裝置實施例中，該第一和/或第二翻轉裝置，以至少近似星形或輪狀的形狀設計，該些翻轉裝置可以精確地被安裝，其定位方式可沿各自軸線，通過軸向線性或旋轉驅動器，配有一具高分辨率(例如旋轉或線性)的編碼器而達成，並可在其外周邊設置對應採 集器，其中該些採集器具有徑向向外的吸附接觸點，以吸附該些被傳送元件。
該些彼此以約90°角軸向錯開設置的翻轉裝置具有如下優點：輸送過程中，該些在各自位置上的元件，繞採集器軸線、以一90°角相對於各該對應採集器移動平面(或翻轉裝置的軸線)旋轉，從一翻轉裝置被移交至下一翻轉裝置，而不需為此特別將採集器設置為可移動式旋轉；進一步地，該元件方位變化可大大簡化元件四截面積(=元件邊面)的檢查，在此，一朝向元件截面積、各自垂直於各該採集器移動平面(即翻轉裝置的軸向)的攝像機系統，優選地，與元件截面積(=元件側面)之間的距離設為極短距離。
該些採集器與元件彼此之間或元件與移交、檢測位置之間的錯誤定位的檢測，於該些攝像機系統做為採集器或元件位置採集測量系統的情況下進行；在非常高的精度設置前提下，還可以在每個翻轉裝置上另外分別裝設三個粘合工具位置檢測用的距離測量傳感器。
該些攝像機的光軸“滲透進入”被檢測元件表面，形成一採集器位置參考系統，並由此通過於一平面上設置的距離測量傳感器而得以判定採集器移動路徑與期望移動路徑的偏差，其中該距離測量傳感器平行於旋轉的翻轉裝置上採集器的理想平面。其中，於該些移交位置上所發生的位置誤差可由該控制器判定並修正之。
正在進行處理動作的採集器位置，或甚至於重複循環歸位中的採集器位置(例如必要時使用探索接觸式的測量傳感器)，皆可以根據其他附加位置傳感器的工作原理而進行參測，在此，不論是開始時的空間位置誤差檢測，或是過程中因熱引起的偏移，重複循環歸位(於接觸式傳感器過程中會有短暫中斷)皆為其必要動作，其中，後者可能 運作需時較久。
一實施例中，為補償翻轉裝置上特別是位於元件移交位置上採集器的位置誤差，特別是通過自主調整而確定的位置誤差，以及為補償被固定於其上的元件位置誤差(於移交與檢測位置上)，而執行一轉子驅動的旋轉移動修正，以及執行一軸向正交線性移動修正；為達此目的，一實施例中，該轉子驅動組件可以設置於移動滑架上，並利用一例如為偏心驅動的位置可控式驅動來達成限制路徑區段上的移動。
一元件操控裝置實施例中，為達成翻轉裝置上多個採集器的剛性耦合，需要將修正值從元件移交位置或檢測位置傳輸至一些後續位置，該些修正動作可以開始於固定移交位置，而結束於接收處的最後元件移交處；其中，該些沿該三軸線累積的位置誤差，以及繞該三軸線的扭轉誤差，皆會被接收裝置補償修正之。
一元件操控裝置實施例中，該二翻轉裝置的對應採集器被設為不可旋轉，使得傳送期間元件方位誤差補償不會自行發生；因此，一實施例中，可以在下游周邊區域，特別是在該接收裝置上，除了提供軸向位置修正外，另提供旋轉修正。
另一元件操控裝置實施例中，該旋轉修正於可轉動採集器上進行，因此，傳送期間元件的方位誤差補償可以自行發生，該方位誤差通過可轉動採集器或通過上側和/或下側翻轉裝置進行補償修正，優選為通過下側翻轉裝置上採集器進行補償修正。
與現有技術相比，本發明所提出替選方案具有下述優點：具有較高的經濟效益、可提供較大的元件輸送量、具有更多的檢查時間以及具有較少的移動量體。
具體地，本發明提供了一接收裝置的解決方案，尤其是提 供了上述元件操控裝置。該接收裝置相對於存放處被設置成，利用旋轉驅動器，至少部分地繞包含該存放處的第三軸，將該接收裝置可控地轉動，和/或利用至少一線性驅動器，至少部分地沿第一、第二和/或第三軸，將該接收裝置可控地移動，和/或利用旋轉驅動器，沿第一和/或第二軸其中一軸，將該接收裝置傳送的載體可控地移動。
本發明所提出的解決方案可以使該些翻轉裝置的位置與定位同時藉由接收裝置的位置和/或旋轉進行補償修正，因此，與現有技術相比，本發明中通過機械傳送的元件數量可以大為增加。為了避免產生置放帶驅動器的遊隙，現有技術必須將該些驅動器相對彼此進行調整，由於傳送總於同一方向進行，所以本發明可以省略上述調整動作，這在應用時顯得特別有利，因為操作應用時，該具有粘合遮蔽膠帶的載體置放帶會逐漸閉合，若載體帶再次回傳時將該遮蔽膠帶再次取下，則可能會發生問題，例如驅動器的遊隙可能因此被忽視。
另一實施例中，也可於相反方向進行傳送。
元件位置的修正於該接收裝置中進行，因為已經不需要回傳置放元件的傳送帶，因此可有更多的時間進行修正動作，而接收裝置也可以更簡單的結構形成，可以省略現有技術中用於傳送帶回傳的第二驅動輪。相反地，在必要情況下，整個接收裝置以相反於置放帶的輸送方向移動，其優點為可以達到與現有技術相比下更高的定位精度；在此，定位動作僅利用傳送帶的傳送行為即可完成，因此即使是後續傳送帶上(自粘)遮蔽膠帶(蓋帶)的設置也可以變得較簡單。
一實施例中，該接收裝置被設置於固定基板上，而三個驅動器的電機則被設置於該基板下，接收裝置的位置可設於X軸、Y軸上並繞Z軸旋轉，而進行調整，該接收裝置的每個運動方向都設有自己的 驅動器，各個驅動器的位置不固定，該用於修正Z軸的旋轉軸位於靠近元件存放位置或位於其中心範圍。
一實施例中，該接收裝置設有兩個接收處，並藉由旋轉驅動器和/或線性驅動器可控地作動，使之至少大約排列對齊該存放處，該二接收處對應載體相鄰元件容置處一個格框距離而藉此互相配合定位。
一接收裝置實施例中，該接收裝置設有一成像特性和/或位置傳感器，其用於判斷待接收元件的特性和/或位置相對於接收裝置至少其中之一接收處的特性和/或位置之間的關係，該成像特性和/或位置傳感器位於下側翻轉裝置的中心，藉由該傳感器的圖像數據，可以利用控制器對被接收元件或接收處所產生的特性錯誤和/或位置誤差，進行適當的修正動作。
另一實施例中，接收裝置上另設有兩個成像特性和/或位置傳感器，其中一傳感器用於檢測品質誤差，從上方朝向該第二窗口設置，另一傳感器則是設置於第一窗口旁，用於傾斜置放元件的檢測，相比上述傳感器，本傳感器能更容易檢測出傾斜置放的元件。
一接收裝置實施例中，該第四旋轉驅動器被設置成，由控制器的控制信號控制，利用機械牽引該接收裝置傳輸的載體，沿第一和/或第二軸其中一軸，以約載體上相鄰元件容置處的格框距離的80%至120%，優選以約該格框距離的100%±3%，可控地移動。在此，該旋轉驅動器亦可被設置成，由控制器的控制信號控制，根據成像特性和/或位置傳感器的信號，繞含有存放處的第三軸，以最多正負6°的角度，優選為正負3°的角度，可控地轉動至少其中之一接收處與位於其上的載體元件容置處。此外，該至少一線性驅動器的附加或實施例可被設置成， 由控制器的控制信號控制，沿第一和/或第二軸其中一軸，以最多約載體上相鄰元件容置處的格框距離的正負20%，優選最多以約其距離的正負3%，將該接收裝置可控地移動。
一接收裝置實施例中，該第四旋轉驅動器被設置成，對應載體上相鄰元件容置處的格框距離，沿第一和/或第二軸其中一軸，向前傳送該接收裝置傳輸的載體。
一接收裝置實施例中，其設有吸附和/或吹離裝置，該吸附和/或吹離裝置可從該接收裝置上至少一接收處和/或從接收裝置傳輸的載體上，排除被認定為有缺陷和/或不正確設置的元件。
該接收裝置實施例操作中，一由第四旋轉驅動器驅動的鏈輪，為了輸送方向的傳送，而被嵌入置放帶的傳送孔內，優選的，該鏈輪僅以前進方向轉動；該置放帶具有規則間隔設置的元件存放袋，該鏈輪以一固定角度轉動每一存放袋(例如以30°、60°、90°、180°至360°的角度)。從該第二翻轉裝置中心上攝像機所採集圖像，可以獲取用於存放元件的存放袋位置，經由該第二翻轉裝置外周邊的攝像機則可以得知，下一待置放元件在採集器上有沒有被歪斜放置的信息；控制器從該些位置信息可以計算出，須以如何的路徑與角度將該接收裝置重新定位。此外，接收裝置定位時也必須考慮翻轉裝置在X和Y方向的對應位移，才能從上側翻轉裝置將移交位置上的元件正確地轉交至下側翻轉裝置。如果必要的話，該接收裝置沿(X、Y)軸直線移動或轉動，以正確進行元件置放所需的微調。
若元件被置放於存放位置，該設於其上的第二翻轉裝置中心的攝像機也可檢測出，元件是否具有誤差，亦即，是否元件因為置放動作而損壞或是之前已有缺陷；若元件已預先被檢定為損壞元件則不進 行置放動作。
該接收裝置上的存放位置也可以同時做為第一吸附位置，為此，在接收裝置上設置具有負壓的吸附器於存放位置。載體帶輸送方向上有一第二替選吸附位置，即，在接收裝置上有兩個窗口：第一窗口與存放位置，以及第二窗口與吸附位置；兩個窗口之間的距離即為載體帶的格框距離，且窗口之間的距離可因應該格框距離而做調整。若元件置放不當傾斜於其中或者甚至部分凸出，則將會被第二翻轉裝置中心上的攝像機檢測到，該載體帶將因元件不當放置而不被繼續輸送，而該存放位置上損壞元件則將被吸出，並由下一置放元件取代；若該下一元件也為損壞元件，也可同樣在此位置上被排除且以再下一置放元件取代之。第二窗口位置上也可以設置另一可以檢測錯誤的攝像機；一旦判定元件為損壞元件，該接收裝置會整體回移，並吸附帶走存放位置上的損壞元件。
替選地，第二吸附位置可以被用於去除該判定為損壞的元件。
本發明提出的設置方式，可以檢測元件與檢查錯誤，以第一和第二翻轉裝置置放該元件，並將判定為損壞的元件排除，而所有這些動作都是在同一位置上進行。
該接收裝置在三個方向上移動：在X和Y方向上移動，以及繞其垂直軸(Z軸)於/接近存放位置的中心移動。這也與習用設置方式不同，習用設置方式的載體帶於輸送方向上被傳送，接收裝置則用於定位並垂直於傳輸帶輸送方向，而被移動至元件置放處。另外，該存放處的形狀可以是托盤狀(例如JEDEC托盤)，或為天線軌道形式。
另一實施例中，該接收裝置配設有吸附和/或吹離裝置， 用於從接收裝置至少一接收處和/或從接收裝置傳輸的載體上，排除被認定為有缺陷和/或不正確設置的元件。
一實施例中，該接收裝置可從翻轉裝置接收元件，在此其旋轉軸大致平行於接收裝置的輸送方向，或在另一實施例中，該接收裝置可從翻轉裝置接收元件，在此其旋轉軸大致橫向於接收裝置的輸送方向。
一實施例中，該翻轉裝置中心設有一成像特性和/或位置傳感器，以用於判斷待接收元件的特性和/或其位置或判斷接收裝置接收處的位置，和/或判斷此處元件的特性和/或位置。該成像特性和/或位置傳感器，被設置成位於翻轉裝置外周邊相鄰的採集器之間，以執行接收裝置上至少一接收處的圖像採集。
另一實施例中，該翻轉裝置中心設有偏轉反射鏡或棱鏡，其隸屬於翻轉裝置外部的成像特性和/或位置傳感器，並用於判斷待接收元件的特性和/或位置或判斷接收裝置接收處的位置，和/或判斷此處元件的特性和/或位置。該偏轉反射鏡或棱鏡一起與翻轉裝置外部的成像特性和/或位置傳感器，被設置成位於翻轉裝置外周邊相鄰的採集器之間，以執行接收裝置上至少一接收處的圖像採集。
將該接收裝置相對於存放處，利用旋轉驅動器，至少部分地沿第一軸，可控地在兩個方向上移動，並利用旋轉驅動器，將該接收裝置傳送的載體，沿第一和/或第二軸其中一軸，可控地於載體輸送方向上移動。該由接收裝置傳送的載體設有兩個接收處，其藉由驅動器可控地操作，使之至少大約排列對齊存放處。一成像特性和/或位置傳感器提供接收裝置至少一接收處的待檢測元件的相關特性和/或位置。根據該特性和/或位置傳感器提供的圖像數據，利用控制器，對元件的特 性錯誤和/或位置誤差進行修正指示，以據此進行接收裝置和/或其上傳送的載體的修正動作。該接收裝置設有吸附和/或吹離裝置，其可從接收裝置至少一接收處和/或從接收裝置傳輸的載體上，排除被認定為有缺陷和/或不正確設置的元件。
一種用於從一接收裝置上排除損壞元件的方法，特別是根據上述結構/功能的方法，其包括下列步驟：-檢測載體存放袋內不正確置放的元件以使用於第一接收處上元件；-利用線性驅動器沿輸送方向移動該接收裝置，並在接收裝置上載體不被傳送的條件下，使該不正確置放的元件位於該第二接收處；-於該第二接收處將該不正確置放的元件從元件存放袋中吸附出來；-利用該線性驅動器以輸送方向的相反方向，將該接收裝置回移，並在接收裝置上載體不被傳送的條件下，使空置的元件存放袋位於第一接收處；-在第一接收處置放一元件於該載體的存放袋內。
電子元件尺寸日趨變小，但同時卻對其質量要求越來越高，而在元件加工處理時間也不斷減少的條件下，習用傳感器的安排設置方式已漸不敷所用。
因此，出現一種做為替選方案的成像傳感器，其適用於元件位置和/或特性的檢測，尤其適用於上述元件操控裝置中，該成像傳感器配備有至少兩個不同的檢測光譜，尤其適用於位於接收裝置接收處上元件的特性誤差和/或位置誤差的檢測；該成像傳感器可搭配使用輻 射源，相對於成像傳感器，該些與輻射源相關的輻射譜、輻射射入角和/或輻射反射角皆與該成像傳感器對應配合；該成像傳感器可為每一後續圖像判斷的檢測光譜提供個別的圖像採集。
該些成像傳感器上，例如，於可見光和非可見光範圍設置有至少兩個不同的檢測光譜，其也可設計成為一顏色傳感器，而具有：紅色色彩範圍630nm±30nm；綠色色彩範圍530nm±60nm；藍色色彩範圍460nm±50nm。
一成像傳感器實施例中，該傳感器設有光學作用元件，其被設置成將傳感器與接收裝置至少一接收處的元件，和/或與該接收裝置傳送的載體進行光學耦合。
一成像傳感器實施例中，該光學作用元件包括偏轉反射鏡、棱鏡、彩色濾光器或透鏡等。
單一光學作用元件和/或單一輻射源可以設置成，可獨立定向和/或調整/對焦。
本公開的整合操控/檢測裝置中使用了多個成像傳感器，一方面可以對元件所有或是幾乎所有頂面和/或側面進行檢測，而另一方面則可以提供第一和/或第二翻轉裝置和接收處機械手(採集器)的相關定位數據。
一實施例中，該第一(上側)翻轉裝置的成像傳感器為一位於翻轉裝置中心的彩色攝像機，替選地，該攝像機也可以是一黑/白攝像機，另一實施例中，其與一位於翻轉裝置中心並具有45°角的偏轉反射鏡共同作用。當上側翻轉裝置轉動時，該攝像機從兩個採集器之間空隙，檢測從元件庫元件排放器下一步驟排放出來的單一元件，從此所獲取的圖像，既可做為元件檢測使用，也可做為元件在元件庫的精確定 位使用；於上側翻轉裝置轉動時，於被查看窗口之間進行該圖像採集。
本發明操控/檢測整合裝置中，另外使用了多個成像傳感器，其以橫向設置於上側翻轉裝置的攝像機形式出現，該些攝像機以約90°角徑向設置於上側翻轉裝置的外部，在其運行範圍內的元件被一中間攝像機正面檢測，以及被中間攝像機兩邊的攝像機進行相對兩側面的檢測；該些攝像機不一定必須為彩色攝像機，其重點在於完成多個圖像採集；該上側翻轉裝置由於後續元件的移交而在180°位置處短暫停頓(10毫秒至60毫秒，例如40毫秒)，而該短暫停頓時間足以進行檢查動作；在此，也可以使用黑/白攝像機。由兩個側邊攝像機進行的側邊檢測，也可以同時檢查元件端面是否損壞，由中間攝像機進行的背面檢測則檢查了元件背面是否損壞；為達成檢測背面可以執行更多的圖像採集，以發現各種缺陷錯誤。同樣地，在此所使用的攝像機可以為彩色攝像機，但並非必要，如上所述，由於停頓期間已有足夠時間進行檢查動作。
本發明操控/檢測整合裝置中，另外使用了多個成像傳感器，其以橫向設置於下側翻轉裝置的攝像機形式出現，該些攝像機以約90°角徑向設置於下側翻轉裝置的外部，在其運行範圍內的元件被一中間攝像機正面檢測，以及被中間攝像機兩邊的攝像機進行相對兩側面的檢測；該些攝像機不一定必須為彩色攝像機，更可以是黑/白攝像機。在這個位置上，不只檢測元件的缺陷，也根據圖像數據而對位置數據進行評估；由兩個側邊攝像機進行的側邊檢測，也可以同時檢查元件剖面是否損壞，由中間攝像機進行的背面檢測則檢查了元件背面是否損壞；為達成檢測背面可以執行更多的圖像採集，以發現各種缺陷錯誤。為進行接收裝置後續的元件置放，可以使用該側邊檢測來判斷元件的位置數 據(X、Y、扭轉)；在此，另一實施例中則使用了背面檢測；該些信息被提供給所述控制器使用，以進行所有修正。同樣地，在此所使用的攝像機可以為彩色攝像機，但並非必要，如上所述，由於停頓期間已有足夠時間進行檢查動作。
本發明操控/檢測整合裝置中，另外使用了多個成像傳感器，其以設置於下側翻轉裝置中心的攝像機形式出現，該攝像機可以是一具有三個單獨通道R、G、B的彩色攝像機，其中，該攝像機是否為三晶片彩色攝像機或是單晶片彩色攝像機則不是那麼重要。三晶片攝像機於每一R、G、B顏色上各具有獨立圖像傳感器，而單晶片攝像機則選擇性地在圖像傳感器前使用激活過濾器。可在此使用的黑/白攝像機具有例如255灰度等級的通道，而彩色攝像機的三個通道則分別具有例如255強度等級。重要的是，該三個攝像機的顏色通道可以彼此分開被訪問/讀取，或是至少可以在控制器上將該三個顏色通道彼此分開來。每個通道可能須有不同的曝光時間，在此，可使用例如下列曝光時間：5毫秒(綠)、12毫秒(紅色)、15毫秒(藍色)。根據當前處於活動狀態的顏色通道而在本發明操控/檢測整合裝置中也相應使用不同的照明色；白光雖然是所有顏色的混合光，其讓所有通道可以同時被訪問，但如果藉此而獲得的圖像質量不符合要求，則應不只單單使用白光。
一實施例中，該成像傳感器設有半透明反射鏡，其以約45°角相對於攝像機晶片光軸設置，用於相應光源中兩個、多個或任意個不同檢測光譜的彩色光進行光學耦合，並將其定向至檢測區域；該朝向檢測區域(元件頂面或側面和其於存放袋內的相關環境)的光，在此被反射並被成像傳感器至少一攝像機晶片檢測。
此外，一實施例中，該成像傳感器設有一圍繞檢測處的環 狀光源，該環狀光源提供第三色彩範圍內，約5°至45°角的散射光，而該朝向檢測區域的光，也在此被反射並被成像傳感器至少一攝像機晶片檢測；該光或是該不同顏色的光源可以任意設置，或具有相同的光束角度。
本發明操控/檢測整合裝置中，於下側翻轉裝置中心設置了一用於耦接接收裝置的同軸照明偏轉反射鏡。具體地，該接收裝置傳送的載體以具有元件存放袋的置放帶形式出現，並通過該攝像機進行檢測。藉由單一圖像採集進行錯誤檢查，例如檢查元件是否因傾斜置放而不正確定位於存放袋或因此而具有質量缺陷。此外，藉由該單一圖像採集，該置放帶存放袋的位置數據可用來檢測下一元件的置放，該由個別顏色通道所獲取信息可以根據待檢測任務而任意細分，例如分成：圖像通道1與照明類型1，用於定位下一元件的置放帶存放袋的位置；圖像通道2與照明類型2，用於元件的質量檢驗(裂紋、雷射標記、突起等等)；圖像通道3與照明類型3，用於其他特殊元件或自定的附加檢測。
一操控/檢測整合裝置實施例中，該元件被“盲目隨意”地置放，亦即，原本的置放過程為根據信息或位置數據而進行，該信息或位置數據在置放過程之前從元件相關圖像採集獲得，而在置放過程的瞬間，第二翻轉裝置中心攝像機並沒有看到該置放處，因為該當前放下的採集器阻擋了視線。
一實施例中，關於元件是否扭轉設置的信息或位置數據，由下側翻轉裝置外部的攝像機提供，該信息或位置數據被繼續傳遞到接收裝置的控制器，從之前置放於置放帶存放袋的元件的圖像採集可獲得接收裝置位置，兩個存放袋之間的距離也因此而可得知，從此並可以計算出下一待置放元件該以什麼角度設置，以及必須如何在X和Y軸上 移動該接收裝置。
從進一步的裝置方面細節可以得出相應補充或替選的處理步驟。
在此所提出的成像感應佈局，相較習用傳感器佈局，可以使用較少的圖像採集，所獲得的圖像數據既可以用於損壞元件的排除也可以用於操控/檢查裝置執行器的定位，藉由這種一體整合架構以及由此衍生的流程，可以縮短工序時間，並可在更高輸送量下提高檢測品質。
ABS‧‧‧存放處
B‧‧‧元件
S1、S2、S3、S4‧‧‧元件邊面
D1、D2‧‧‧元件頂面
DA1‧‧‧用於第一翻轉裝置繞第一軸(X軸)旋轉的第一旋轉驅動器
DA2‧‧‧用於第二翻轉裝置繞第二軸(Y軸)旋轉的第二旋轉驅動器
DA3‧‧‧用於接收裝置繞包含一存放處的第三軸(Z軸)旋轉的第三旋轉驅動器
DA4‧‧‧用於接收裝置於輸送方向上傳送載體的第四旋轉驅動器
LA1‧‧‧用於沿第一軸(X軸)移動第一翻轉裝置的第一線性驅動器
LA2‧‧‧用於沿第二軸(Y軸)移動第二翻轉裝置的第二線性驅動器
LA3‧‧‧用於沿第一軸移動接收裝置的第三線性驅動器
LA4‧‧‧用於沿第二軸移動接收裝置的第四線性驅動器
LA5‧‧‧用於沿第一軸(X軸)移動接收裝置傳送的載體的第五線性驅動器
ES1‧‧‧第一接收處
ES2‧‧‧第二接收處
ECU‧‧‧控制器
K1…K4、K5‧‧‧位置與特性傳感器
K1‧‧‧於第一翻轉裝置的中心垂直向上的第一相機組件
K2‧‧‧位於第一翻轉裝置周邊、包括三個攝像機、以90°角面向經過元件的第二相機組件
K3‧‧‧位於第二翻轉裝置周邊、包括三個攝像機、以90°角面向經過元件的第三相機組件
K4‧‧‧位於第二翻轉裝置的中心並朝向存放處或接收裝置第一接收處的第四相機組件
K5‧‧‧朝向第二接收處第二窗口的第五相機組件
K2-1、K2-2、K2-3‧‧‧攝像機
SP1、SP2‧‧‧反射鏡
SPS‧‧‧交付處
ÜS‧‧‧移交處
100‧‧‧元件操控裝置
110‧‧‧排放單元
130‧‧‧第一翻轉裝置
132‧‧‧第一採集器
150‧‧‧第二翻轉裝置
152‧‧‧第二採集器
200‧‧‧接收裝置
320‧‧‧載體
325‧‧‧傳送孔
330‧‧‧第一吸附器
335‧‧‧排除處
340‧‧‧吸附和/或吹離裝置
400‧‧‧傳感器
410‧‧‧攝像機晶片
420‧‧‧半透鏡
440‧‧‧光源
450‧‧‧其他光源
本發明進一步的特徵、特性、優點和可能的修改，本領域技術人員將可參照附圖從以下描述清楚得知。在此，附圖示出用於元件的光學檢查裝置：第一圖 示意性地示出根據本發明用於從結構元件庫取出棱柱形或圓柱形元件並將之置放於接收裝置的元件操控裝置之側視圖；第二圖 示意性地示出根據第一圖的元件操控裝置之位置與特性傳感器相對於不同元件邊面而擁有不同方位；第三圖 示意性地示出其中一位置與特性傳感器的頂視圖，其中該位置與特性傳感器設置於元件操控裝置一或二個翻轉裝置的周邊；第四圖 示意性地示出與元件操控裝置配合使用之接收裝置之透視圖；以及第五圖 示意性地示出與元件操控裝置配合使用之其中一位置與特性傳感器和相關聯的照明配置。
第一圖示出元件操控裝置100，其用於從結構元件庫中取出電子半導體晶片形式的棱柱形元件B，並將之置放於接收裝置200上。所述元件操控裝置100從水平設置於元件操控裝置上部的元件庫中接收元件B，其中，晶片盤具有一固設的排放單元110。
所示實施例中，該排放單元110的排放以一由控制器ECU控制的針管運作，或是例如以一無接觸性激光束進行排放運作，以使元件一一單獨從元件庫中被釋放出來，並將之導向提供給第一翻轉裝置130。該第一翻轉裝置130具有星形或車輪形狀，在其周邊具有多個(所示實施例中為八個)用於單一元件的採集器132，每一採集器132皆被設置成，當翻轉裝置130最接近排放單元110而位於0度位置時，可於一交付處SPS，從結構元件庫中接收一元件。
該些採集器132徑向向外設置於該兩個星形或輪狀翻轉裝置130的(虛擬)周邊並承載該些元件B；該第一翻轉裝置130的採集器132可相對於旋轉軸(在此為X軸)徑向移動，藉此，該些採集器132可於一擺動角度內(在此為介於0°和180°之間)，在元件的接收與移交之間，傳送該些分別固設於每一採集器132上的元件B。
該第一翻轉裝置130由圖中未示出、繞第一軸(在此為X軸)的控制器ECU進行控制，將該元件B以第一預定角度(在此為180°)轉動至第一移交處ÜS，其中該元件B繞自身縱軸或橫軸翻轉。一類似第一翻轉裝置130的第二翻轉裝置150，其具有多個(在此亦為八個)第二採集器152，該第二採集器152被設置成，當第二翻轉裝置150 最接近移交處ÜS而該元件B位於0°位置時，可在移交處ÜS從第一翻轉裝置130的一採集器132上接收該元件B。
該第二翻轉裝置150由繞第二軸(在此為Y軸)的控制器ECU進行控制，將所接收到的元件B，以第二預定角度(在此大約為180°)繞自身縱軸或橫軸進行翻轉，並將之傳送至存放處ABS。
第一、第二和/或第三軸分別以90°±15°之角度互相閉合，其基本上類似一三維正交坐標系統。
該兩個星形或輪狀翻轉裝置130、150彼此正交，兩者結構相同；翻轉裝置130、150的設置方式可以與第一圖所示不同，例如，相對接收裝置200的輸送方向也可以繞Z軸旋轉90°，在這種情況下，下側翻轉裝置150至少大致橫向於接收裝置200的輸送方向。
該第一和第二翻轉裝置130、150設有位置與特性傳感器K1-K4，如第一圖所示，這些傳感器被設置於整體佈局的許多點上，其被設置成，可擷取第一與第二翻轉裝置130、150的位置數據以及可擷取位於採集器132、152上元件B的位置數據和擷取位於採集器132、152上元件B的特性，並將這些獲得的數據信息提供予控制器；此處示出的實施方式為，第一相機組件K1位於第一翻轉裝置130的中心並垂直向上朝向元件庫；第二相機組件K2具有三個攝像機(第一圖中未示出)，其位於第一翻轉裝置130的周邊並以90°朝向經過的元件B，該第二相機組件K2的細部構造將與第三圖一起說明；與該第二相機組件K2相對應的第三相機組件K3亦具有三個攝像機，其位於第二翻轉裝置150的周邊並以90°朝向經過的元件B；第四相機組件K4位於第二翻轉裝置150的中心並朝向存放處ABS或朝向接收裝置200的第一接收處ES1。
該控制器ECU被設置成，可利用第一旋轉驅動器DA1，可控地繞第一軸(在此為X軸)並轉動該第一翻轉裝置130，以及可利用第一線性驅動器LA1，可控地沿該第一軸移動該第一翻轉裝置130。
該控制器ECU還被設置成，可利用第二旋轉驅動器DA2，可控地繞與該第一軸(在此為X軸)不共線的第二軸(在此為Y軸)並轉動該第二翻轉裝置150，以及可利用第二線性驅動器LA2，可控地沿該第二軸移動該第二翻轉裝置150。
該些成像傳感器可以檢測並提供該元件B的頂面和/或邊面的相關數據，以用於沿或繞自身軸線的第一和第二翻轉裝置130、150，以及採集器132、152以及位於其上的元件B以及接收處等的定位。
該元件操控裝置100設有接收裝置200，其具有用於傳送元件B至他處的存放處ABS；該接收裝置200還設有位置與特性傳感器K4、K5，其被設置成，可以提供傳送至該存放處ABS的元件B的位置數據以及可以檢測接收裝置200的接收位置ES1、ES2和此處元件B的位置數據和特性，並將該些數據提供給控制器EDU。其中，該位置與特性傳感器K5為第五相機組件，其朝向第二接收處ES2的第二窗口。該控制器EDU被設置成，可利用第三旋轉驅動器DA3，至少部分地繞包含該存放處ABS的第三軸(在此為Z軸)，可控地轉動該接收裝置200，以及利用第三和第四線性驅動器LA3、LA4，沿所述第一和第二軸，可控地移動該接收裝置；另外，該控制器EDU可利用第四旋轉驅動器DA4，沿第一軸(在此為X軸)可控地移動一接收裝置200傳送的載體320，其中該載體320用於從第二翻轉裝置150中將元件B單獨地取出。該二翻轉裝置130、150和該些旋轉驅動器DA1、DA2…分別具有一與該控制器EDU連接而未示出的角度編碼器，其具有高分 辨率並可轉動，該角度編碼器用於確定各自的旋轉位置。
該接收裝置200中，該由控制器ECU信號控制的第四旋轉驅動器DA4，用於沿第一軸(在此為X軸)並大約以載體320相鄰元件接收處(存放袋)的格框距離的100%±3%，可控地移動接收裝置200傳送的載體320，其中該格框距離為兩個連續存放袋之間距離。該由控制器ECU信號控制的第三旋轉驅動器DA3被設置成，根據位於第二翻轉裝置150中心的成像位置與特性傳感器的信號，繞包含有存放處的Z軸，且以最大正負6°的角度，可控地轉動其中一接收位置E1與位於其上的載體320的元件接收處。
第四圖所示的實施例中，該接收裝置200的第四旋轉驅動器DA4具有一鏈輪，該鏈輪嵌入該載體320(置放帶)的傳送孔325內，將之以輸送方向傳送；優選地，該鏈輪僅以前進方向轉動。
本實施例中，接收裝置200設有吸附和/或吹離裝置340，其位於接收處ES1的下方，此為可選的配置方式，藉此可利用控制器ECU的信號控制，將檢測出的缺陷或錯誤置放的元件從存放袋中取出。
為能在採集器132、152上吸附元件B、為能在採集器132、152上保持元件B、為能放置具有或不具有控制吹離脈衝的元件B，以及為能從採集器132、152上自由吹離元件B，該些攝像機與一未示出的氣動單元相互連接，該由控制器ECU控制的氣動單元的作用為，將每一採集器132、152以閥件控制，於每次所需時間或期限內，以正或負壓施加於元件上，以單獨地接收、保持或重新釋放該些元件。
如果由控制器ECU與各處位置與特性傳感器所檢查出來的結果為正面結果，則各該元件B被移交放置在位於存放處ABS之前 的接收處ES1上，亦即該載體320的存放袋；如果所檢查出來的結果為負面，則將該元件B繼續轉動至位於另一位置的第一吸附器330上，在此處，該元件被其所屬第二翻轉裝置150的採集器152吸附住；如果經由監控該些接收處ES1的位置與特性傳感器(參見第五圖)結果顯示，該被移交放置的元件B於存放後具有位置或屬性錯誤，則由位於接收處ES1下方的第二吸附器340將其從載體320的存放袋中吸出，在此，將整個由控制器ECU控制的接收裝置200一起與載體320，以載體320的兩個存放袋之間距離，利用第三線性驅動器LA3，以相反於載體320的輸送方向回傳復位；隨後，第二翻轉裝置150上的下一元件B被帶入已經空置的載體320的存放袋中。
另一實施例中，該第一接收處ES1設有一附加而圖中未示出的吸附裝置，用於吸附傾斜放置於該接收處ES1的元件，藉由該位置與特性傳感器K4或藉由該第二窗口的位置與特性傳感器K5，可以檢測出所有品質相關錯誤。如果位置與特性傳感器K5檢測出品質相關的錯誤，則該接收裝置200隨著載體320一起被回傳，而元件B於存放處從載體320的存放袋中被吸出。傾斜放置於該接收處ES1的元件的傾斜狀況可由圖中未示出的位置與特性傳感器K6檢測出，其中該位置與特性傳感器隸屬於該接收處ES1，該位置與特性傳感器K6橫向配置於載體320旁，並直接或經由突出載體320上邊緣的偏轉反射鏡檢測該接收處ES1。因此，任何可能的傾斜或不正確置放的元件的突出都可以被檢測到。
如第二圖並結合第一圖所示，該做為位置與特性傳感器的第一相機組件K1，位於第一翻轉裝置130中心並朝向該元件庫，藉此，該元件B的頂面D2可被進行位置與缺陷的檢測；該第一相機組件K1 被設置成，於各第一翻轉裝置130的翻轉動作期間並在穿過二相鄰採集器132之間時執行該圖像採集，該控制器從該些圖像數據對應地產生排放單元、元件庫和晶圓以及第一翻轉裝置130的糾正動作。
該做為位置與特性傳感器並具有三個攝像機的第二相機組件K2被設置於第一翻轉裝置130的周邊，並以約90°的角度朝向元件B的三個邊面S2、S4、D1，第三圖示出第二相機組件K2的三個攝像機K2-1、K2-2、K2-3的頂視圖，其中，中間攝像機K2-2檢查元件B的頂面D1，而兩外側邊的攝像機K2-1、K2-3分別通過反射鏡SP1、SP2檢查元件B的邊面S2、S4。藉此檢測到的圖像採集除了可以確定元件B表面上的任何錯誤，還可以確定元件B在其採集器132上的確切位置和旋轉狀況；當已檢測過的元件B從第一翻轉裝置130至第二翻轉裝置150被傳遞轉交到移交處ÜS時，控制器ECU利用這些數據信息，沿其軸線和藉由旋轉取向來改變第一翻轉裝置130或第二翻轉裝置150的方向。
該做為位置與特性傳感器並具有三個攝像機的第三相機組件K3設置於第二翻轉裝置150外周邊，並以約90°的角度朝向元件B的三個邊面S1、S3、D2，該第三相機組件K3的結構和設置方式與第三圖所示具有三個攝像機與兩個反射鏡的第二相機組件K2的結構和設置方式相同。藉此檢測到的圖像採集除了可以確定元件B表面上的任何錯誤，還可以確定元件B在其第二翻轉裝置150採集器152上的確切位置和旋轉狀況；當已檢測過的元件B從第二翻轉裝置150位於存放處ABS的接收處ES1(即載體320的存放袋)被放置於移交處ÜS時，控制器ECU利用這些數據信息，沿它們的軸線和藉由旋轉取向來改變第二翻轉裝置150或接收裝置200的方向。
該做為位置與特性傳感器的第四相機組件K4位於第二翻轉裝置150而朝向接收裝置200的接收處E1，該第四相機組件K4也被設置成，於各第二翻轉裝置150的翻轉動作期間並在穿過二相鄰採集器之間時執行圖像的採集，藉此該控制器ECU隨後對應地產生第二翻轉裝置150以及接收裝置200的糾正動作。
第五圖所示位置與特性傳感器400為成像傳感器，為相機組件K1-K5的實施例，該位置與特性傳感器400具有一可記錄可見光光譜的攝像機晶片410，該成像傳感器400上設置有彩色傳感器的三個不同檢測光譜：紅色色彩範圍630nm±30nm；綠色色彩範圍530nm±60nm；藍色色彩範圍460nm±50nm。
該成像傳感器400配設有半透鏡420，其約以45°的角度面向攝像機晶片410的光軸設置，該半透鏡420用於各光源440兩個檢測光譜的彩色光(在此為綠色色彩範圍與藍色色彩範圍)的光學耦合，並朝向元件B的頂面，該攝像機晶片410可以檢測到該朝向元件B、於綠色和藍色色彩範圍的光線，另外也可以根據空間的條件使用其他偏轉反射鏡、棱鏡、彩色濾光器或透鏡等。
另一光源450以一環狀光源形式設置在位於存放處ABS的接收處ES1的周邊，並提供約5°至45°的角度、紅色色彩範圍的散射光予元件B的頂面，該朝向元件B的紅色色彩範圍的光線也可被攝像機晶片410檢測到。
單一光學作用元件和/或單一輻射源可以設置成獨立定向和/或調整/對焦。
於本實施例中，該攝像機晶片410為一具有三個單獨通道R、G、B的彩色攝像機，在此也可以是一具有多個通道的攝像機， 該三個攝像機的顏色通道可以彼此分開地被訪問/讀取。元件B可憑藉單一圖像攝取進行錯誤檢測，例如可檢測因元件B斜置而導致於載體320預設存放袋的不正確定位或是可檢測質量缺陷；另外，藉由該單一圖像攝取可以檢測出用於置放下一元件B的載體320存放袋的精確位置數據。從個別顏色通道獲取的信息數據可以如下述方式細分：圖像通道1與照明類型1，用於定位後續元件的置放帶存放袋的位置；圖像通道2與照明類型2，用於元件的質量檢驗(裂紋、雷射標記、突起等等)；圖像通道3與照明類型3，用於特殊元件或自定的附加檢測。
相較習用傳感器的設置方式，本發明所提供的成像感應可以使用較少的圖像採集即能達成排除損壞元件與定位執行器。
應注意的是，本發明的數值範圍和數值為已知，因此，所有介於已知數值與所述範圍內任何子範圍數值之間的數值也應被視為公開已知。
以上所述裝置實施例以及其結構與操作方式，僅用於能更佳理解本發明的功能和特性，惟該些實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍。部分附圖為示意圖，其中為使其功能、工作原理、技術設計與技術特徵等能清楚可見，其基本特性和功效在圖中被顯著放大表示，在這種情況下，附圖或說明中公開的每一操作方式、每一原則、每一技術設計與每一技術特徵，可與本公開說明書中包含或得出的所有申請專利範圍、其他附圖與說明中每一特徵、其他操作方式、原則、技術設計、特徵等等，自由和任意組合，因此所有所述過程中可以想像到的組合皆隸屬於本發明範圍，此外，文中所述所有個別實施方式的組合，亦即說明書、申請專利範圍中各個部分的組合，以及說明書、申請專利範圍與附圖中所述不同實施例的組合等等，皆屬於本發明範圍。本發明申請專 利範圍不限制本公開內容以及它們之間所有展示特徵的可能組合，所有公開的特徵皆可單獨或與其他特徵結合而明確地在本文中公開。
B‧‧‧元件
SP1、SP2‧‧‧反射鏡
132‧‧‧第一採集器
K2-1、K2-2、K2-3‧‧‧攝像機

Claims (10)

  1. 一種元件操控裝置(100)，用於從結構元件庫中取出元件以及用於將該取出元件置放於接收裝置(200)上，包括：-一具有多個採集器(132)的第一翻轉裝置(130)，被設置成，在一交付處(SPS)上從結構元件庫中接收一元件(B)，以及以第一預定角度，繞自身縱軸或橫軸(LA、QA)，翻轉該接收元件(B)，並將之傳送至一移交處(ÜS)；-一具有多個採集器(152)的第二翻轉裝置(150)，被設置成，在該移交處(ÜS)從第一翻轉裝置(130)上採集器(132)中接收該元件(B)，以第二預定角度，繞自身縱軸或橫軸(LA、QA)，翻轉該元件(B)，並將之傳送至存放處(ABS)；以及-多數個隸屬於第一和第二翻轉裝置(130、150)的位置與特性傳感器(K1-K5)，被設置成，擷取第一與第二翻轉裝置(130、150)的位置數據，擷取位於採集器(132、152)上元件(B)的位置數據，和/或擷取位於第一與第二翻轉裝置(130、150)的採集器(132、152)上元件(B)的特性，並將該些信息提供予一控制器(ECU)，其中-該控制器(ECU)被設置成利用一第一旋轉驅動器(DA1)繞第一軸(X軸)可控地轉動該第一翻轉裝置(130)； 利用一第一線性驅動器(LA1)沿第一軸(X軸)可控地移動該第一翻轉裝置(130)；利用一第二旋轉驅動器(DA2)繞與第一軸(X軸)非共線的第二軸(Y軸)可控地轉動該第二翻轉裝置(150)；以及利用一第二線性驅動器(LA2)沿第二軸(Y軸)可控地移動該第二翻轉裝置(150)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之元件操控裝置(100)，包括：-一供給裝置(110)，被設置成，分別從結構元件庫(晶圓)將一元件(B)提交給利用該控制器適當定位的第一翻轉裝置(130)上一採集器(132)，以及-一隸屬於所述供給裝置(110)的位置和/或特性傳感器(K1)，其被設置成，可以提供該供給裝置(110)與移交元件(B)的相對位置和/或可以提供移交元件(B)的位置數據，和/或可以檢測移交元件(B)的特性，並將該些數據提供予該控制器(ECU)，以操控該供給裝置(110)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述之元件操控裝置(100)，包括：-一隸屬於該存放處(ABS)的用於傳送至該處元件(B)的接收裝置(200)，其中-該接收裝置(200)配設有位置和/或特性傳感器(K4、K5)，其被設置成，提供傳送至該存放處(ABS)的元件(B)的位置數據檢測該接收裝置(200)的接收位置(ES1、ES2)和/或此處元件(B)的位置數據和/或特性，並將該些數據提供給一控制器(ECU)-其中，所述控制器(ECU)被設置成， 利用一第三旋轉驅動器(DA3)，至少部分地繞一包含該存放處(ABS)的第三軸(Z軸)，可控地轉動該接收裝置(200)，和/或利用第三和/或第四線性驅動器(LA3、LA4)至少其中之一，至少部分地沿第一、第二和/或第三軸其中一軸(X、Y、Z軸)，可控地移動該接收裝置(200)，和/或利用一第四旋轉驅動器(DA4)，沿第一和/或第二軸其中一軸(X、Y軸)，可控地移動該接收裝置(200)傳送的一載體(320)。
  4. 如任一項前述申請專利範圍所述之元件操控裝置(100)，其中所述第一和/或第二翻轉裝置(130、150)上採集器(132、152)被設置成，-徑向於各自旋轉軸(X、Y軸)，可控地向外伸出或向內回縮，和/或-可控地被施以正壓或負壓，以接收和移交一被傳送元件(B)，和/或-繞各自徑向運動軸而不被移動，或-以一旋轉角度繞各自徑向運動軸，可控地旋轉。
  5. 如前述申請專利範圍任一項所述之元件操控裝置(100)，其中所述第一和/或第二翻轉裝置(130、150)上採集器(132、152)，其於第一和第二翻轉裝置(130、150)之間的交付處(SPS)與移交處(ÜS)上，進行徑向向外伸出/向內回縮動作，該些採集器並配設有線性驅動器，其分別從外部伸至相應位置的採集器(132、152)上，並徑向向外或向內移動該些採集器(132、152)；或是當復位彈簧向內移動該些採集器(132、152)時，向外移動相應採集器(132、152)；或是每一採集器(132、152)皆配設有一徑向驅動器。。
  6. 如前述申請專利範圍任一項所述之元件操控裝置(100)，其中，閥件分別為每一獨立的採集器(132、152)提供個別且位置正確的正壓和負壓，以實現自由位置或可控式位置的下列功能：(1)、元件(B)的吸附；(2)、元件(B)的保持；(3)、在使用或不使用可控式吹離脈衝條件下，元件(B)被置放和/或元件(B)被自由吹離。
  7. 如前述申請專利範圍任一項所述之元件操控裝置(100)，其中，該介於交付處(SPS)與移交處(ÜS)之間的第一翻轉裝置(130)，和/或該介於移交處(ÜS)與存放處(ABS)之間的第二翻轉裝置(150)，皆分別配設有位置與特性傳感器(K2、K3)，該些位置與特性傳感器被設置成，可檢測被傳送元件(B)的位置數據和/或特性，並將該些數據提供予該控制器(ECU)，和/或其中，至少部分的位置與特性傳感器(K1-K5)被設置成，可分別檢測被傳送元件(B)的至少一頂面(D1、D2)和/或一或多個側面(S1-S4)，並將所獲得位置數據和/或特性提供予該控制器(ECU)，和/或-其中，於第一翻轉裝置(130)的中心和/或第二翻轉裝置(150)的中心，分別設置一成像特性和/或位置傳感器，以用於判斷一待接收元件(B)的特性和/或位置，-或判斷接收裝置(200)接收處(ES1、ES2)的位置，和/或判斷此處元件(B)的特性和/或其位置，並利用該控制器(ECU)對被接收元件(B)或接收處的特性錯誤和/或位置誤差進行修正，其中該一或多個成像傳感器被設置成，可分別在第一或第二翻轉裝置上兩個相鄰採集器(132、152)之間執行圖像採集動作，並將之提供予該控制器(ECU)以進行相應修正動作，和/或-相對於第一和第二翻轉裝置(130、150)，另外設置外部的成像特性和/或位置傳感器，以用於判斷待接收元件(B)的特性和/或位置或判斷接收裝置(200) 接收處(ES1、ES2)的位置，和/或判斷此處元件(B)的特性和/或位置，並利用該控制器(ECU)對被接收元件(B)或接收處的特性錯誤和/或位置誤差進行修正。
  8. 如任一項前述申請專利範圍所述之元件操控裝置(100)，其中該移交處(ÜS)和/或該存放處(ABS)位於一排除處(335)的上游和下游位置，其被設置成，通過該控制器(ECU)的操控，藉由該控制器(ECU)並利用至少一個的位置與特性傳感器將一被認定為損壞元件的元件(B)排出，使其不能被放置於該接收裝置(200)上，和/或其中，該第一和/或第二翻轉裝置(130、150)分別配設有數目為整數的n個採集器(132、152)，其中n2，其中第一翻轉裝置(130)上採集器(132)的數目和第二翻轉裝置(150)上採集器(152)的數目可以是相同或不同，和/或其中，第一、第二和/或第三軸(X、Y、Z軸)分別以90°最多正負10°的角度彼此圍合起來，和/或其中，該些位置與特性傳感器為具有相同或不同檢測光譜的成像傳感器，或是為有或無接觸性距離測量用的位置傳感器，或是為有或無接觸性檢測用的特性傳感器等，和/或-其中，該些位置與特性傳感器可以為具有直線或彎折光軸的成像傳感器。
  9. 如任一項前述申請專利範圍所述之元件操控裝置(100)，其中-該第一和/或第二翻轉裝置(130、150)，以至少近似星形或輪狀的形狀設計，以及 -各採集器(132、152)具有徑向向外的吸附接觸點，以吸附該些被傳送元件(B)。
  10. 用於從結構元件庫中取出元件以及用於將該取出元件置放於接收裝置上的方法，包括下列步驟：-以一具有多個採集器(132)的第一翻轉裝置(130)，在一交付處(SPS)上從結構元件庫中接收一元件(B)，-以第一預定角度，繞自身縱軸或橫軸(LA、QA)，翻轉該接收元件(B)，並將之傳送至一移交處(ÜS)；-以一具有多個採集器(152)的第二翻轉裝置(150)，在該移交處(ÜS)從第一翻轉裝置(130)上採集器(132)中接收該元件(B)，-以第二預定角度，繞自身縱軸或橫軸(LA、QA)，翻轉該元件(B)，並將之傳送至存放處(ABS)；以及-以該些隸屬於第一和第二翻轉裝置(130、150)的位置與特性傳感器(K1-K5)，擷取第一與第二翻轉裝置(130、150)的位置數據，擷取位於採集器(132、152)上元件(B)的位置數據，和/或擷取位於第一與第二翻轉裝置(130、150)的採集器(132、152)上元件(B)的特性，並將該些信息提供予一控制器(ECU)，其中-利用一第一旋轉驅動器(DA1)繞第一軸(X軸)可控地轉動該第一翻轉裝置(130)；-利用一第一線性驅動器(LA1)沿第一軸(X軸)可控地移動該第一翻轉裝置(130)；-利用一第二旋轉驅動器(DA2)繞與第一軸(X軸)非共線的第二軸(Y軸)可控地轉動該第二翻轉裝置(150)；以及 -利用一第二線性驅動器(LA2)沿第二軸(Y軸)可控地移動該第二翻轉裝置(150)。
TW105130582A 2015-10-16 2016-09-22 元件操控裝置 TWI698946B (zh)

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