CN208245230U - 一种自动捡片装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动捡片装置，包括工作台以及安装于工作台上的XY轴运动平台、机械手臂和顶针转盘以及晶圆及晶圆环、吸嘴、图像传感器、良品芯片片盒和次品芯片片盒，所述机械手臂用于吸取晶圆及晶圆环的芯片并放置于良品芯片片盒或次品芯片片盒中，所述顶针转盘设置有至少两个不同宽度尺寸类型的可编程顶针，所述顶针转盘位于晶圆及晶圆环下方位置，所述顶针转盘旋转选择对应的可编程顶针并使其按预设程序升降使得芯片与芯片膜分离。本实用新型能够根据Wafer的电性能测试及AOI外观检测数据的数据地图，利用机器视觉检测及图像处理技术，将芯片进行良品及次品进行分类拾取和放置。

Description

一种自动捡片装置

一种自动捡片装置

技术领域

本发明涉及晶圆芯片捡片技术，特别是涉及一种自动捡片装置。

背景技术

现目前晶圆芯片捡取有人工捡片及机台自动捡片两种，人工捡片存在以下弊端，1、捡片效率低下；2、缺陷识别不准确；3、捡片损耗高；自动捡片机台已在很多工厂使用，但也存在以下弊端：1、不能同时拾取同wafer不同尺寸芯片；2、定位精度不高，偏差较大，损耗较高；3、顶针无法自动切换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动捡片装置，是基于现代机械手臂技术、机器视觉技术、图像处理、精密运动及控制、机械设计及制造、电气及软件等技术集成的一种自动化设备。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种自动捡片装置，包括工作台以及安装于工作台上的XY轴运动平台、良品芯片片盒、次品芯片片盒、机械手臂和顶针转盘以及晶圆及晶圆环、吸嘴和图像传感器，机械手臂上安装有吸嘴，机械手臂用于吸取晶圆及晶圆环的芯片并放置于良品芯片片盒或次品芯片片盒中，晶圆及晶圆环固定放置于XY轴运动平台上，图像传感器安装于机械手臂上，图像传感器用于摄取晶圆及晶圆环的芯片的图像数据，顶针转盘设置有至少两个不同宽度尺寸类型的可编程顶针，顶针转盘位于晶圆及晶圆环下方位置，顶针转盘旋转选择对应的可编程顶针并使其按预设程序升降使得芯片与芯片膜分离。

进一步地，良品芯片片盒设置于良品片盒库内，良品片盒库内还设置有良品芯片传送带，良品片盒库内安装有良品芯片传送带和至少一个的良品芯片片盒以使良品片盒库能自动换盒。

又进一步地，次品芯片片盒设置于次品片盒库内，次品片盒库内还设置有次品芯片传送带，次品片盒库内安装有次品芯片传送带和至少一个的次品芯片片盒以使次品片盒库能自动换盒。

再进一步地，顶针转盘的将芯片与芯片膜分离的可编辑顶针的尺寸类型由人工操作选定；和/或，该可编辑顶针尺寸类型根据晶圆及晶圆环的芯片的图像数据分析判断及选定。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的一种自动捡片装置，能够根据Wafer的电性能测试及AOI外观检测数据的数据地图，利用机器视觉检测及图像处理技术（图像传感图识别），将芯片进行良品及次品进行分类拾取和放置。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的实施例的结构示意图；

图2为图1的正视示意图；

图3为图1的侧视示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，本实施例提供的一种自动捡片装置，包括工作台1以及安装于工作台上的XY轴运动平台2、良品片盒库6、次品片盒库11、机械手臂12和顶针转盘13以及晶圆及晶圆环3、吸嘴4、图像传感器5、良品芯片片盒7、次品芯片片盒8、良品芯片传送带9和次品芯片传送带10，良品片盒库6内安装有良品芯片传送带9和至少一个的良品芯片片盒7以使良品片盒库6能自动换盒，次品片盒库11内安装有次品芯片传送带10和至少一个的次品芯片片盒8以使次品片盒库11能自动换盒，机械手臂12上安装有吸嘴4，机械手臂用于吸取晶圆及晶圆环3的芯片并放置于良品芯片片盒7或次品芯片片盒8中，晶圆及晶圆环3固定放置于XY轴运动平台2上，图像传感器5安装于机械手臂12上，图像传感器5用于摄取晶圆及晶圆环3的芯片的图像数据，顶针转盘13设置有至少两个不同宽度尺寸类型的可编程顶针，顶针转盘13位于晶圆及晶圆环3下方位置，顶针转盘13旋转选择对应的可编程顶针并使其按预设程序升降使得芯片与芯片膜分离。

其中，图像传感器为电荷耦合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存，因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和想像来修改图像。其中，CCD最小分辨率：优于5um；CCD最小识别事件：<0.5s。

顶针转盘设置有至少两个不同宽度尺寸类型的可编程顶针，如，在转盘上设置有系列宽度尺寸类型不同的顶针，通过旋转顶针使得顶针上升或下降，旋转顶针转盘将所要选定尺寸类型顶针旋转至升降位置，控制下方的旋转机构旋转顶针以进行升降。针对尺寸不同的芯片颗，可通过参数设置旋转顶针转盘，旋转对应的尺寸类型的顶针。

在该装置中，顶针转盘的将芯片与芯片膜分离的可编辑顶针的尺寸类型由人工操作选定，人工设置尺寸类型参数；和/或，该可编辑顶针尺寸类型根据晶圆及晶圆环的芯片的图像数据分析判断后，自动选定尺寸参数；甚至可以是人工旋转顶针转盘选定。下述将从操作流程上对该装置进行补充说明。

该装置的操作及控制流程如下：

S1、将切割好的wafer（晶圆）固定在XY轴运动平台上，预设基准参数后，开始进行捡片程序（将需要操作的产品（wafer）数据设置或导入该机台的控制***，以结合各项数据进行编程；操作人员点击电脑软件界面上的开始按钮；Chip Sorter（捡片机）会自动根据已经编好的程序进行工作）。其中，基准参数包括wafer的首个芯片旋转至预设位置和预设角度及可编程顶针的尺寸类型、预设高度和预设顶起高度以及wafer的芯片矩阵阵列数据、wafer的电性能和AOI外观测试Map（良品率坐标图）。

其中，预设基准参数的具体内容如下：

S101、将粘贴在蓝膜（芯片膜）上的切割好的wafer固定在XY轴运动平台（XY-theta精密运动平台，其定位精度为<=5um，并有重复校准功能）上；

S102、运行XY轴运动平台运动至图像传感图的下方位置；

S103、旋转XY轴运动平台，采用图像传感图对wafer的Notch（定位标记）进行识别、定位；

S104、根据Notch的位置对wafer上的首个芯片进行定位以及对芯片的形状进行模式识别，并根据芯片的切割沟道的大小录入并保存芯片矩阵阵列数据；即，操作人员根据Notch的位置对wafer上的首件芯片进行定位及芯片的形状进行模式识别编程，并根据芯片的切割沟道的大小进行矩阵阵列数据的输入（芯片间距等）并保存。

S105、选定可编程顶针的尺寸类型并顶起可编程顶针，录入并保存可编程顶针的顶起高度，可编程顶针处于该顶起高度时可将首件芯片完全顶起来，使得芯片的边缘基本脱离蓝膜；即，操作人员在电脑软件界面上升高顶针的高度，直到顶针能够将首件芯片完全顶起来，芯片的边缘基本脱离蓝膜，保存此时的顶针高度作为预设顶起高度。

S106、导入Wafer的电性能及AOI外观测试Map并保存，结束预设基准参数程序。

S2、运行XY轴运动平台运动将wafer移动到图像传感图下方位置。

S3、基于图像传感图对wafer的Notch的位置和角度进行识别，而后，运行XY轴运动平台将wafer的首个芯片旋转至预设位置和预设角度。

S4、将对应尺寸类型的可编程顶针升起至预设顶起高度将首个芯片顶起至边缘脱离蓝膜。

S5、运行机械手臂旋转至被顶起的芯片的正上方，此时，基于图像传感图对该芯片进行识别，并根据识别的结果进行XY轴运动平台的位置矫正。

S6、运行AOI并基于预设的外观测试Map对前一程序所述芯片进行判别。

S7、基于机械手臂吸嘴吸取前一程序所述芯片；即，机械手的真空芯片吸嘴（chipnozzle）在机械手臂的带动下移动到拾取芯片上方并调整吸嘴的高度将芯片吸取。

S8、基于机械手臂将前一程序所述芯片放置在良品芯片片盒或次品芯片片盒中。

S9、将可编程顶针下降至预设高度。

S10、运行XY轴运动平台根据wafer的芯片矩阵阵列数据将wafer的下一个芯片旋转至预设位置和预设角度；即，根据输入芯片的矩阵坐标数据，判断芯片间距尺寸，移动XY平台进入下一芯片的捡片动作。

S11、重复S4~S10程序，直到将wafer的芯片拾取完毕后，结束捡片程序。

XY-theta精密运动平台是根据图像传感图识别、MAP数据导入以及联机数据导入来判断良次品进行精密定位。

本发明能够根据Wafer的电性能测试及AOI外观检测数据的数据地图，利用机器视觉检测及图像处理技术（图像传感图识别），将芯片进行良品及次品进行分类拾取和放置，具有以下优势：

1、可直接代替人工捡片，减少人员劳动强度；

2、极大提高捡片出货效率；

3、XY轴位精度可达到：<=5um；

4、针对芯片尺寸，编程调整顶针类型及高度；

5、Wafer的电性能及AOI外观测试Map保存、识别，可联机。

应当理解，本发明上述实施例及实例，是出于说明和解释目的，并非因此限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求项定义，而不是由上述实施例及实例定义。

Claims (4)

1.一种自动捡片装置，其特征在于，包括工作台（1）以及安装于工作台上的XY轴运动平台（2）、良品芯片片盒（7）、次品芯片片盒（8）、机械手臂（12）和顶针转盘（13）以及晶圆及晶圆环（3）、吸嘴（4）和图像传感器（5），所述机械手臂（12）上安装有吸嘴（4），所述机械手臂用于吸取晶圆及晶圆环（3）的芯片并放置于良品芯片片盒（7）或次品芯片片盒（8）中，所述晶圆及晶圆环（3）固定放置于XY轴运动平台（2）上，所述图像传感器（5）安装于机械手臂（12）上，所述图像传感器（5）用于摄取晶圆及晶圆环（3）的芯片的图像数据，所述顶针转盘（13）设置有至少两个不同宽度尺寸类型的可编程顶针，所述顶针转盘（13）位于晶圆及晶圆环（3）下方位置，所述顶针转盘（13）旋转选择对应的可编程顶针并使其按预设程序升降使得芯片与芯片膜分离。

2.根据权利要求1所述一种自动捡片装置，其特征在于，所述良品芯片片盒设置于良品片盒库（6）内，良品片盒库（6）内还设置有良品芯片传送带（9），良品片盒库（6）内安装有良品芯片传送带（9）和至少一个的良品芯片片盒（7）以使良品片盒库（6）能自动换盒。

3.根据权利要求1所述一种自动捡片装置，其特征在于，所述次品芯片片盒（8）设置于次品片盒库（11）内，次品片盒库（11）内还设置有次品芯片传送带（10），次品片盒库（11）内安装有次品芯片传送带（10）和至少一个的次品芯片片盒（8）以使次品片盒库（11）能自动换盒。

4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述一种自动捡片装置，其特征在于，所述顶针转盘（13）的将芯片与芯片膜分离的可编辑顶针的尺寸类型由人工操作选定；和/或，该可编辑顶针尺寸类型根据晶圆及晶圆环（3）的芯片的图像数据分析判断及选定。