TWI387028B - 半導體搬運機之元件輸送單元試別工作區位的方法 - Google Patents

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Description

半導體搬運機之元件輸送單元試別工作區位的方法
本發明係有關一種識別元件輸送單元之工作區域的方法，應用於半導體搬運機，特別是一種能夠快速而精準地識別量測元件輸送單元的工作區域，並能夠進行各類半導體元件所對應之淬盤與轉換套件的設定作業。
一般而言，在半導體元件出廠前，都會在生產線上經過測試作業，藉以分辨產品功能是否運作正常。
半導體搬運機就是一種測試此半導體元件的裝置，利用元件輸送系統將淬盤上半導體元件動態地傳送至另一條生產線，並將半導體元件裝載於測試座(test site)的測試槽(test socket)內，而完成產品測試，並將半導體元件分類為多種等級而卸載於淬盤上；因此半導體搬運機重複地進行上述的步驟，就可對複數個半導體元件進行測試的作業。
請參考「第1圖」，圖中所揭示的為一般常見的半導體搬運機台。其中於搬運機本體1(handler body)的前方部位，裝設有裝載單元2(loading unit)，可容設複數個淬盤，並於淬盤中安置複數個欲進行測試作業的半導體元件；卸載單元3(unloading unit)包含有複數個淬盤，係藉以容置測試完畢之半導體元件，並依據測試的結果分類為良好或損壞的產品。
儲存部7配置於裝載單元2的後方區域，包含有加熱元件(圖 中未示)以及制冷元件(圖中未示)裝設其內，係藉以加熱或冷卻欲進行測試的半導體元件至一預定的測試溫度。
卸載堆疊5(reject multi-stacker)裝設於卸載單元3的後方，包含有複數個淬盤，係用以容置依據測試結果分類為損壞的半導體元件。
測試座10裝設於搬運機本體1之後部，包含至少一個測試槽11，電性相接於外部測試裝置，係用以測試每一半導體元件的功能。第一索引單元12a以及第二索引單元12b以平行移動的方式分別設置於測試槽11的兩旁，用以拾取半導體元件而傳送至預設位置。
第一輸送部8a以及第二輸送部8b以向前方或後方運動的方式設置於測試座10的最前端。第一輸送部8a以及第二輸送部8b自裝載單元2或儲存部7接收半導體元件，並傳送至測試座10的測試槽11兩旁的預設位置。第一輸送部8a以及第二輸送部8b的一側分別設置有第三輸送部9a以及第四輸送部9b。第三輸送部9a與第四輸送部9b接收測試座10測試完畢的半導體元件，並傳送出測試座10。
固定框架13分別裝設於搬運機本體1之前側以及測試座10的前側，第一移動框架14a以及第二移動框架14b配置於固定框架13，並沿著固定框架13進行左右的平移運動。兩個元件輸送單元15分別設置於第一移動框架14a以及第二移動框架14b，並分 別沿著上述兩個移動框架前後運動，係用以拾取半導體元件。每一個元件輸送單元15包含有複數個拾取臂(pickers，圖中未示)，係藉以同時輸送複數個半導體元件。
其中，搬運機藉由上述元件，進行半導體元件(如QFP,BGA,SOP等)的測試作業。在半導體元件在測試完畢後，將可進行另一種半導體元件的測試。因此，淬盤以及轉換套件，包含儲存部7，第一、第二、第三、第四輸送部8a、8b、9a、9b以及測試槽11等元件，將更換為另一種半導體元件所配合的轉換套件(change kits)，而進行測試的作業。
如此一來，轉換套件依據欲進行測試的不同種類與厚度的半導體元件，而具有不同大小的尺寸以及厚度；而元件輸送單元15的工作週期也需要藉由搬運機的控制單元(圖中未示)來重新設定。換句話說，更換轉換套件後，元件輸送單元15拾取半導體元件的相關位置勢必隨之更動，因此元件輸送單元所有的移動距離，以及拾取臂之間的間距與上升的高度，也必須同步修正。
另外，需經由量測夾具依據產品規格表逐一替換上述的轉換套件，並將所需的資訊輸入搬運機的控制單元，而完成工作區域的設置作業。如此一來，在輸入過程中可能產生輸入錯誤的情形，而且設定工作區域的作業時間也相當的長。再者，每日的生產效能以及測試作業也因此整體下降許多，特別是更換多種轉換套件時，此類的情形更是嚴重的降低生產的效率。
為了解決以上的問題，韓國專利第100261957號中，揭露一種「水平傳送式搬運機」(Horizontal Transfer Test Handler)，係利用電荷耦合攝影機(Charge Coupled Device camera，以下簡稱CCD攝影機)作為影像輸入單元，裝設於輸送半導體元件的元件輸送單元，並藉由CCD攝影機的影像來提供淬盤以及轉換套件的設定資訊。
習知技術所揭露的水平傳送式搬運機，透過CCD攝影機的使用，算是一項新的方法，然而必須於搬運機本體設定一參考位置，來藉以調整元件輸送單元的位置；因此元件輸送單元的工作區域的辨識以及設定過程相對複雜，而使工作區域的設定時間延長許多。
以上是目前習知技術或已知的搬運機長久以來懸而未決的問題，應予設法排除。
本發明乃為解決上述問題而揭露一種半導體搬運機之元件輸送單元試別工作區位的方法，只需事先將少量的資訊輸入搬運機的控制單元，並依據半導體元件的種類而替換之轉換套件的產品規格，即可快速而精確的進行更換作業，且動態的調整工作區域。
依據本發明之一種半導體搬運機之元件輸送單元試別工作區位的方法，其中半導體搬運機包含有：複數個淬盤，係用以容置測試完畢的半導體元件；轉換套件包含有複數個輸送部，係藉以裝載測試作業中的半導體元件；測試槽係用以進行測試作業；識 別單元配置於轉換套件，係供給各種類型的該轉換套件之各項資料輸入；元件輸送單元以水平活動的方式設置於搬運機本體，並依據搬運機控制單元的命令，用以拾取與傳送半導體元件；影像輸入單元固接於元件輸送單元；影像處理器，用以分析處理影像輸入單元所提供之影像。
本發明之一種半導體搬運機之元件輸送單元試別工作區位的方法，主要包含下列步驟：(a)以水平或垂直方向移動元件輸送單元至淬盤上方，並藉由影像輸入單元擷取所需的資訊；(b)移動元件輸送單元至每一個轉換套件，並透過影像輸入單元取得每一轉換套件之識別單元的影像資訊，再以一預定的方向移動元件輸送單元，且同時取得初始之轉換套件的資訊；(c)依據識別單元的資訊，比較各類輸入搬運機之控制單元的半導體元件；(d)透過影像處理器以及控制單元計算元件輸送單元的工作區域。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
依據本發明之半導體搬運機之元件輸送單元試別工作區位的方法，請參考「第2圖」，為本發明之半導體搬運機之元件輸送單元試別工作區位的方法之工作區域量測示意圖，其中一CCD攝影機17配置於元件輸送單元15之一側，係用以分別取得淬盤以及轉換套件之影像資訊。CCD攝影機17連接於控制單元20之影像 處理器22，其中控制單元20係用以控制半導體搬運機之整體運作。
影像處理器22接收並處理分析CCD攝影機所提供之影像資訊，並將處理後之影像資訊傳送至控制單元20之主控制單元21，而主控制單元21依據影像處理器22所傳遞之影像資訊計算元件輸送單元15之工作區域。
續請參考「第3A、3B圖」，圖中所揭示的即為處理流程，係用以量取識別於元件輸送單元15之工作區域，並請參考「第4圖」與「第5圖」，兩圖示中揭示淬盤200以及轉換套件之第一輸送部8a與第二輸送部8b的工作區域的量取情形，於下文中將詳細說明使用CCD攝影機來量取工作區域的方法。
請參考「第3A圖」至「第5圖」，首先移動元件輸送單元至裝載單元2之第一個淬盤200(「第1圖」)(步驟S1)，接著藉由CCD攝影機17以水平方向(+X)掃瞄第一個淬盤200(步驟S2)，然後取得第一行第一列(1,1)第一個淬盤200中半導體元件100的位置，水平間距Tx，以及水平方向的半導體元件100之個數(步驟S3)，再來以垂直方向(-Y)掃瞄第一個淬盤200，而取得第一個淬盤200之半導體元件100的垂直間距Ty(步驟S4)，並取得第一個淬盤200中垂直方向的半導體元件個數(步驟S5)，移動元件輸送單元15至第二個淬盤200(步驟S6)，由於元件輸送單元15移動至第二個淬盤200的上方，因此可取得第一半導體元件的 位置(步驟S7)。
取得第一與第二淬盤200的資料後，接著元件輸送單元15將移動至第一輸送部8a(步驟S8)，並經由CCD攝影機17以水平方向(+X)掃瞄第一輸送部8a(步驟S9)，然後取得第一輸送部8a之頂點的初始位置(0)以及第一輸送部8a的辨識單元8c的影像資料(步驟S10)。
其中輸送部的辨識單元8c具有表示轉換套件種類的編號(code)，此編號表現可容置的半導體元件之種類，或輸送部的基本大小、型號等資訊。
接著，第一輸送部8a的影像資料將於影像處理器22中進行處理，並與儲存於主控制單元21之資料庫(database)中的資料進行比對是否符合(步驟11)，若不符合的話，控制單元20將傳送更換轉換套件的錯誤訊息，藉以指示使用者需更換正確的轉換套件(步驟11a)。
若輸送部之規格符合半導體元件，那麼元件輸送單元15將移動至第二輸送部8b(步驟12)，接著以水平方向(+X)掃瞄第二輸送部8b(步驟13)，並取得第二輸送部8b之初始位置(0)以及第二輸送部的辨識單元8c的資料(步驟14)，然後確認半導體元件與第二輸送部是否配合資料庫中所儲存的資料(步驟15)，若為符合的情形，而磨元件輸送單元15將完成工作區域的辨識量測作業；若為不符合的情形，將傳送更換轉換套件的錯誤訊息，並 藉以指示使用者需更換正確的轉換套件(步驟15a)。
控制單元20之主控制單元21透過影像處理器22所傳遞之淬盤200、第一輸送部8a與第二輸送部8b的影像資料，計算工作起始位置、拾取位置以及工作完成位置，係藉以使得元件輸送單元15能夠在搬運機的運作過程中，得到正確的工作位置。
透過上文中所描述的流程，使得元件傳送單元15於兩淬盤與兩輸送部之間得到正確的工作區域位置，當然也可適用於更多種類或數量的轉換套件，如各種類輸送部、測試槽或儲存部等等。
依據本發明所揭露之一種半導體搬運機之元件輸送單元試別工作區位的方法，當量測與設定元件輸送單元之工作區域位置時，無須設定搬運機的參考點或相關位置，再者，透過簡單的流程，即可快速而精確地取得淬盤以及轉換工具的規格與相關資訊，因此降低識別量測所需的時間，而大幅提升生產的效率。
以上所述者，僅為本發明其中的較佳實施例而已，並非用來限定本發明的實施範圍；即凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧搬運機本體
2‧‧‧裝載單元
3‧‧‧卸載單元
5‧‧‧卸載堆疊
7‧‧‧儲存部
8a‧‧‧第一輸送部
8b‧‧‧第二輸送部
8c‧‧‧辨識單元
9a‧‧‧第三輸送部
9b‧‧‧第四輸送部
10‧‧‧測試座
11‧‧‧測試槽
12a‧‧‧第一索引單元
12b‧‧‧第二索引單元
13‧‧‧固定框架
14a‧‧‧第一移動框架
14b‧‧‧第二移動框架
15‧‧‧元件輸送單元
17‧‧‧CCD攝影機
20‧‧‧控制單元
21‧‧‧主控制單元
22‧‧‧影像處理器
200‧‧‧淬盤
步驟S1‧‧‧移動元件輸送單元至第一淬盤
步驟S2‧‧‧以水平方向(+X)掃瞄第一淬盤
步驟S3‧‧‧取得第一半導體元件的位置，水平間距以及水平方向的半導體元件之個數
步驟S4‧‧‧以垂直方向(-Y)掃瞄第一淬盤
步驟S5‧‧‧取得第一半導體元件的垂直間距以及垂直方向的半導體元件之個數
步驟S6‧‧‧移動元件輸送單元至第二淬盤
步驟S7‧‧‧取得第一半導體元件的位置
步驟S8‧‧‧移動元件輸送單元至第一輸送部
步驟S9‧‧‧以水平方向(+X)掃瞄第一輸送部
步驟S10‧‧‧取得第一輸送部之初始與識別單元的資料
步驟S11‧‧‧比較半導體元件與第一輸送部是否配合
步驟S11a‧‧‧傳送更換轉換套件的錯誤訊息
步驟S12‧‧‧移動元件輸送單元至第二輸送部
步驟S13‧‧‧以水平方向(+X)掃瞄第二輸送部
步驟S14‧‧‧取得第二輸送部初始與識別單元的資料
步驟S15‧‧‧比較半導體元件與第二輸送部是否配合
步驟S15a‧‧‧傳送更換轉換套件的錯誤訊息
第1圖為習知半導體搬運機台之示意圖；第2圖為本發明之元件輸送系統的工作高度識別裝置之立體示意圖；第3A、3B圖為本發明之主流程圖；第4圖為本發明之淬盤之量取示意圖；及 第5圖為本發明之輸送部之量取示意圖。
15‧‧‧元件輸送單元
17‧‧‧CCD攝影機
20‧‧‧控制單元
21‧‧‧控制單元
22‧‧‧影像處理器

Claims (8)

  1. 一種識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法，其中一影像輸入單元係配置於該元件輸送單元上且用於取得一第一淬盤及一第二淬盤之影像資訊，該影像輸入單元連接於一控制單元，該控制單元係包含：一主控制單元與一影像處理器，並且其中該主控制單元具有一資料庫，該方法包含下列步驟：依序以水平及垂直方向移動該元件輸送單元至承載著複數個半導體元件之一第一淬盤上方，並藉由該影像輸入單元取得該第一淬盤中第一行第一列之第一半導體元件的位置、該第一淬盤中半導體元件的水平間距、水平方向上半導體元件個數、垂直間距及垂直方向上半導體元件個數；移動該元件輸送單元至一第二淬盤上方，並且取得位於該第二淬盤中第一行第一列之一第一半導體元件的位置；以及藉由該第一淬盤中第一行第一列之第一半導體元件的位置、該第一淬盤中半導體元件的水平間距、水平方向上半導體元件個數、垂直間距及垂直方向上半導體元件個數以及該第二淬盤中第一行第一列之第一半導體元件的位置，判定該元件輸送單元對應於該第一淬盤與該第二淬盤的工作區位；其中更包括於該影像處理器中透過一輸送部的影像資料與儲存於該主控制單元之資料庫中的資料進行比對是否符合，若不符合，該控制單元傳送更換轉換套件的錯誤訊息，藉以指示需更換 正確的轉換套件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法，其中該半導體搬運機包括用以傳送該些半導體元件的一輸送部，並且該識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法更包括藉由該影像輸入單元自該輸送部取得一編號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法，其中該編號表現可容置的半導體元件之種類或辨識該輸送部的基本大小、型號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法，更包括取得另一輸送部之影像，藉以確認該些半導體元件與該另一輸送部是否符合資料庫中所儲存之資料，若為符合的情形則完成工作區域的辨識量測作業，若為不符合的情形則指示更換正確的轉換套件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法，其中該半導體搬運機包括用以傳送該些半導體元件的一輸送部，並且該識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法更包括：移動該元件輸送單元至該輸送部上方，以經由該影像輸入單元取得該輸送部的影像；及藉由取得的該輸送部的影像，辨識該輸送部的之規格是否符合 半導體元件。
  6. 一種識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法，其中一影像輸入單元係配置於該元件輸送單元上且用於取得一第一淬盤、一第二淬盤及一傳送部之影像資訊，該元件輸送單元包括將該些半導體元件移動至鄰近於一測試槽的一位置的一輸送部，該方法包含下列步驟：依序以水平及垂直方向移動該元件輸送單元至一第一淬盤上方，並藉由該影像輸入單元取得承載著複數個半導體元件之該第一淬盤中第一行第一列之第一半導體元件的位置、該第一淬盤中半導體元件的水平間距、水平方向上半導體元件個數、以及垂直間距及垂直方向上半導體元件個數；移動該元件輸送單元至一第二淬盤上方，並且藉由該影像輸入單元取得該第二淬盤中第一行第一列之第一半導體元件的位置；移動該元件輸送單元至一輸送部上方，並且藉由該影像輸入單元取得該輸送部之頂點的初始位置以及該輸送部的一辨識單元的影像資料；以及藉由位於該第一淬盤中第一行第一列之第一半導體元件的位置、該第一淬盤中半導體元件的水平間距、水平方向上半導體元件個數、垂直間距及垂直方向上半導體元件個數、該第二淬盤中第一行第一列之第一半導體元件的位置影像以及該輸送部之頂點的初始位置以及該輸送部的一辨識單元的影像資料，判定該元件 輸送單元於該第一淬盤、該第二淬盤與該輸送部之間的工作區位；其中更包括於該影像處理器中透過一輸送部的影像資料與儲存於該主控制單元之資料庫中的資料進行比對是否符合，若不符合，該控制單元傳送更換轉換套件的錯誤訊息，藉以指示需更換正確的轉換套件。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法，其中藉由該影像輸入單元取得該輸送部的該辨識單元的步驟包括解讀經由影像輸入單元自輸送部取得的一編號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之識別位於半導體搬運機內之元件輸送單元的工作區位的方法，其中該編號表現可容置的半導體元件之種類或辨識該輸送部的基本大小、型號。
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