CN218691665U

CN218691665U - 一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备

Info

Publication number: CN218691665U
Application number: CN202222955926.9U
Authority: CN
Inventors: 李孟超; 许乐乐; 王兴华
Original assignee: Suzhou Hetu Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Hetu Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-11-07
Filing date: 2022-11-07
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2032-11-07

Abstract

本实用新型公开了一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，包括：相互平行设置的两条用于传输料盘的传送流水线，沿料盘传送方向依次设置的上料单元、测高机构、视觉检测机构、激光标定机构、人工干预单元以及收料单元；上料单元及收料单元与所述传送流水线配合完成晶片的上料和下料，测高机构用于检测料盘内晶片的位置并传送晶片的位置信息至视觉检测机构，视觉检测机构用于拍照检测料盘内晶片是否存在不良品，当视觉检测机构检测到晶片为不良品时，激光标定机构形成十字光标用于标记不良品晶片的位置。本实用新型提供的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，对晶片外观缺陷视觉检测，代替人工显微镜目检，实现高效、高准确率的表面检测。

Description

一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造的技术领域，特别是涉及一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备。

背景技术

在半导体制造行业，CMOS晶片和具有镜面表面的芯片产品，在生产过程中外观缺陷检查，目前几乎全是人工借助显微镜目检，近两年随着产量的飞速增长，人工检查的效率和准确率已无法满足生产需求，漏检、二次污染和人工周转损坏数量也相应越来越多，另外，由于检查项目多，缺陷情况分散不易判断，人工目检必需是熟练的质检人员才能胜任，人力的短缺也同样限制了生产进程。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，对晶片外观缺陷进行视觉检测，代替人工显微镜目检，实现高效、高准确率的表面检测。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，包括：相互平行设置的两条用于传输料盘的传送流水线，沿料盘传送方向依次设置的上料单元、测高机构、视觉检测机构、激光标定机构、人工干预单元以及收料单元；所述上料单元及收料单元与所述传送流水线配合完成晶片的上料和下料，所述测高机构用于检测料盘内晶片的位置并传送晶片的位置信息至所述视觉检测机构，所述视觉检测机构用于拍照检测料盘内晶片是否存在不良品，当所述视觉检测机构检测到晶片为不良品时，所述激光标定机构形成十字光标用于标记不良品晶片的位置，以便于在人工干预单元对不良品晶片进行剔除。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述上料单元包括设置于传送流水线支架上的上料仓、滑动设置于送流水线支架上的用于承托所述料盘的托盘支架、用于推动托盘支架运动的推送气缸以及设置于上料仓下方用于顶起料盘的第一顶升机构，所述传送流水线支架上设置有托盘承板，所述托盘承板上设置有第一导轨，所述托盘支架与所述第一导轨滑动连接且与推送气缸的输出端相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述托盘承板为“U”字型结构，所述料盘侧面设置有与所述托盘支架相配合的托举缺口，两组所述托盘承板在所述推送气缸的带动下做相向运动以托举多层所述料盘。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述上料仓由对称设置于传送流水线支架上的四根“L”型立板合围形成。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述测高机构包括跨设于传送流水线支架上的测高支架、设置于测高支架上的两条第二直线导轨、设置于两条第二直线导轨之间的传动齿条、步进电机以及激光位移传感器，所述步进电机的电机轴上设置有与所述传动齿条相啮合的传动齿轮，所述步进电机设置于电机安装板上，所述电机安装板的两端分别与第二直线导轨上的滑块相连接，所述激光位移传感器设置于电机安装板的侧边用于检测料盘内晶片的高度。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述视觉检测机构包括跨设于两条传送流水线上方的龙门架、设置于龙门架上的直线模组以及两组与直线模组上的滑块相连接的视觉组件安装板，所述视觉组件安装板上设置有相机高度调节机构，所述相机高度调节机构上安装有CCD相机，所述视觉组件安装板上设置有与CCD相机相配合的同轴光源和环形光源。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述激光标定机构包括设置于两条传送流水线之间的安装支架，所述安装支架的两臂上分别设置有激光标记组件，所述激光标记组件包括设置于安装支架一臂上的安装底板、竖直设置于安装底板上的X向电机安装板、Y向电机安装板以及相互垂直设置于安装底板上的X向偏转电机、Y向偏转电机，所述X向偏转电机的电机轴上锁紧有X向联轴器，所述X向联轴器贯穿X向电机安装板且前端延伸至安装底板外，所述X向电机安装板上设置有X向零点传感器，所述X向联轴器的前端安装有X向一字线激光器以及与X向零点传感器相配合的X向零点感应片；所述Y向偏转电机的电机轴上锁紧有Y向联轴器，所述Y向联轴器贯穿Y向电机安装板且前端延伸至安装底板外，所述Y向电机安装板上设置有Y向零点传感器，所述Y向联轴器的前端安装有Y向一字线激光器以及与Y向零点传感器相配合的Y向零点感应片

在本实用新型一个较佳实施例中，所述X向一字线激光器射出的激光线与所述X向联轴器相平行，所述Y向一字线激光器射出的激光线与所述Y向联轴器相平行，所述X向一字线激光器射出的激光线与所述Y向一字线激光器射出的激光线形成十字交叉线以指示料盘中所需处理产品的位置。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述人工干预单元的下方设置有用于顶起料盘的第二顶升机构。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述收料单元包括设置于传送流水线支架上的下料仓，位于下料仓两侧的四组翻板托块以及位于下料仓下方的第三顶升机构，所述传送流水线支架上设置有旋转座，所述翻板托块的后端与旋转座通过转轴旋转连接，所述翻板托块的前端与流水线支架相接触且延伸出流水线支架外以承托所述第三顶升机构顶起的料盘。

本实用新型的有益效果是：可以同时对两条输送流水线上的晶片外观缺陷进行视觉检测，代替人工显微镜目检，实现高效、高准确率的表面检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备另一视角的示意图；

图3是本实用新型中上料单元的结构示意图；

图4是本实用新型中测高机构的结构示意图；

图5是本实用新型中视觉检测机构的结构示意图

图6是本实用新型中激光标定机构的结构示意图；

图7是本实用新型中激光标记组件的结构示意图；

图8是本实用新型中收料单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型实施例包括：一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，包括：相互平行设置的两条用于传输料盘的传送流水线1，沿料盘传送方向依次设置的上料单元2、测高机构3、视觉检测机构4、激光标定机构5、人工干预单元6以及收料单元7；所述上料单元及收料单元与传送流水线配合完成晶片的上料和下料，所述测高机构用于检测料盘内晶片的位置并传送晶片位置信息至视觉检测机构，所述视觉检测机构用于拍照检测料盘内晶片是否存在不良品，当视觉检测机构检测到晶片为不良品时，激光标定机构形成十字光标用于标记不良品晶片的位置，以便于在人工干预单元对不良品晶片进行剔除，操作时，装有晶片的料盘从上料单元放下，依次经过测高机构、检测机构、人工干预区单元，最后到收料单元，在上料单元放置一个料盘后，由传送流水线中的直线模组上的带动料盘运动到测高机构下方，通过激光位移传感器检测到料盘内晶片的位置，从而传输到下一步检测机构便于调整相机的焦距，相机检测出不良品后，通过激光标记机构形成十字光标标记出不良品位置，人工干预调整，调整后继续传输到收料单元或需人工直接拿走剔除不良品，左右两组传送流水线上的设备同时工作，既互不影响又能提高工作效率，需要说明的是传送流水线输送料盘的形式可选用但不局限于直线模组或链式的传输方式。

请参阅图3，上料单元2包括设置于传送流水线支架上的上料仓21、滑动设置于送流水线支架上的用于承托料盘的托盘支架22、用于推动托盘支架运动的推送气缸23以及设置于上料仓下方用于顶起料盘的第一顶升机构24，其中，上料仓由对称设置于传送流水线支架上的四根“L”型立板合围形成，传送流水线支架上设置有托盘承板25，所述托盘承板上设置有第一导轨26，托盘支架与第一导轨滑动连接且与推送气缸的输出端相连接，所述托盘承板为“U”字型结构，料盘侧面设置有与托盘支架相配合的托举缺口27，两组托盘承板在推送气缸的带动下做相向运动以托举多层所述料盘，需要放料时，第一顶升机构顶起，托住最下层的料盘底面，第一顶升机构下降至上料仓内的支撑位置，此时推送气缸驱动托盘支架***托举缺口向内侧移动，以将托举缺口的上层其他料盘支撑住，这样可以保证每次放料都是放置最下层料盘，当料盘放置到位后，两端还可配合夹紧机构夹紧，固定住料盘，通过直线模组移动到下一工作区域。

请参阅图4，所述测高机构3包括跨设于传送流水线支架上的测高支架31、设置于测高支架上的两条第二直线导轨32、设置于两条第二直线导轨之间的传动齿条33、步进电机34以及激光位移传感器35，步进电机的电机轴上设置有与传动齿条相啮合的传动齿轮，步进电机设置于电机安装板36上，电机安装板的两端分别与第二直线导轨上的滑块相连接，激光位移传感器设置于电机安装板的侧边用于检测料盘内晶片的高度，当料盘移动经过测高机构的检测范围时，激光位移传感器可以测量出晶片的高度位置，快速传输到下一步视觉检测机构，便于检测相机调节焦距。

请参阅图5，所述视觉检测机构4包括跨设于两条传送流水线上方的龙门架41、设置于龙门架上的直线模组42以及两组与直线模组上的滑块相连接的视觉组件安装板43，所述视觉组件安装板上设置有相机高度调节机构44，相机高度调节机构上安装有CCD相机45，视觉组件安装板上设置有与CCD相机相配合的同轴光源46和环形光源47，高度调节机构可采用现有技术中的丝杠升降机构或升降气缸，CCD相机通过测高机构传输的数据由高度调节机构调节相机的焦距，通过龙门架上的直线模组调节相机位置，检测每一个晶片产品是否有瑕疵，将不良品的位置信息传输到下一人工作区域。

请参阅图6-7，所述激光标定机构5包括设置于两条传送流水线之间的安装支架501，所述安装支架的两臂上分别设置有激光标记组件，所述激光标记组件包括设置于安装支架一臂上的安装底板503、竖直设置于安装底板上的X向电机安装板504、Y向电机安装板505以及相互垂直设置于安装底板上的X向偏转电机506、Y向偏转电机507，所述X向偏转电机的电机轴上锁紧有X向联轴器508，所述X向联轴器贯穿X向电机安装板且前端延伸至安装底板外，X向联轴器的前端贯穿X向电机安装板后，且延伸至安装底板的范围外，在X向联轴器的前端安装有X向一字线激光器509，所述X向电机安装板上设置有X向零点传感器510，在X向联轴器上还安装有及与X向零点传感器相配合的X向零点感应片502。

所述Y向偏转电机的电机轴上锁紧有Y向联轴器511，Y向联轴器贯穿Y向电机安装板且前端延伸至安装底板的范围外，Y向电机安装板上设置有Y向零点传感器512，所述Y向联轴器的前端安装有Y向一字线激光器513以及与Y向零点传感器相配合的Y向零点感应片514，两组激光标记组件可以通过在两排料盘上照射出一组红色十字激光线来指示产品在料盘中的位置，X向偏转电机和Y向偏转电机可控制两条激光线分别沿X向和Y向平移，实现用十字线的交点来指示产品的位置，方便操作人员在几百颗产品中快速准确的找到需要处理的产品，通过激光标记组件形成十字光标标记出不良品位置，人工干预调整，调整后继续传输到收料区或需人工直接拿走，安装支架上左右两组激光标记组件同时工作，既互不影响又能提高工作效率。

如图8所示，所述人工干预单元的下方设置有用于顶起料盘的第二顶升机构61，当料盘内有瑕疵品时，通过第二顶升机构将料盘顶起，上部的激光标定机构形成一个十字光标，指示料盘的不良品的位置，人工可以快速找到不良品加以处理，当人工处理完不良品后，第二顶升机构可以落下，料盘继续运输到下一工作区域，也可以由人工直接拿走，另做处理；所述收料单元7包括设置于传送流水线支架上的下料仓71，位于下料仓两侧的四组翻板托块72以及位于下料仓下方的第三顶升机构73，所述传送流水线支架上设置有旋转座74，所述翻板托块的后端与旋转座通过转轴旋转连接，所述翻板托块的前端与流水线支架相接触且延伸出流水线支架外以承托第三顶升机构顶起的料盘，料盘运送到收料单元时时，夹紧机构打开，第三顶升机构将料盘顶起，顶起的过程中翻板托块可以绕转轴旋转，当料盘顶起高度超过翻板托块高度时，第三顶升机构顶升机构下降，翻板托块在重力作用下落下与流水线支架持平，此时料盘落在翻板托块上。

需要说明的是，本实用新型中第一顶升机构、第二顶升机构以及第三顶升机构可选用但不仅局限于顶升气缸。

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内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，包括：

相互平行设置的两条用于传输料盘的传送流水线，沿料盘传送方向依次设置的上料单元、测高机构、视觉检测机构、激光标定机构、人工干预单元以及收料单元；所述上料单元及收料单元与所述传送流水线配合完成晶片的上料和下料，所述测高机构用于检测料盘内晶片的位置并传送晶片的位置信息至所述视觉检测机构，所述视觉检测机构用于拍照检测料盘内晶片是否存在不良品，当所述视觉检测机构检测到晶片为不良品时，所述激光标定机构形成十字光标用于标记不良品晶片的位置，以便于在人工干预单元对不良品晶片进行剔除。

2.根据权利要求1所述的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，所述上料单元包括设置于传送流水线支架上的上料仓、滑动设置于送流水线支架上的用于承托所述料盘的托盘支架、用于推动托盘支架运动的推送气缸以及设置于上料仓下方用于顶起料盘的第一顶升机构，所述传送流水线支架上设置有托盘承板，所述托盘承板上设置有第一导轨，所述托盘支架与所述第一导轨滑动连接且与推送气缸的输出端相连接。

3.根据权利要求2所述的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，所述托盘承板为“U”字型结构，所述料盘侧面设置有与所述托盘支架相配合的托举缺口，两组所述托盘承板在所述推送气缸的带动下做相向运动以托举多层所述料盘。

4.根据权利要求1所述的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，所述上料仓由对称设置于传送流水线支架上的四根“L”型立板合围形成。

5.根据权利要求1所述的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，所述测高机构包括跨设于传送流水线支架上的测高支架、设置于测高支架上的两条第二直线导轨、设置于两条第二直线导轨之间的传动齿条、步进电机以及激光位移传感器，所述步进电机的电机轴上设置有与所述传动齿条相啮合的传动齿轮，所述步进电机设置于电机安装板上，所述电机安装板的两端分别与第二直线导轨上的滑块相连接，所述激光位移传感器设置于电机安装板的侧边用于检测料盘内晶片的高度。

6.根据权利要求1所述的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，所述视觉检测机构包括跨设于两条传送流水线上方的龙门架、设置于龙门架上的直线模组以及两组与直线模组上的滑块相连接的视觉组件安装板，所述视觉组件安装板上设置有相机高度调节机构，所述相机高度调节机构上安装有CCD相机，所述视觉组件安装板上设置有与CCD相机相配合的同轴光源和环形光源。

7.根据权利要求1所述的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，所述激光标定机构包括设置于两条传送流水线之间的安装支架，所述安装支架的两臂上分别设置有激光标记组件，所述激光标记组件包括设置于安装支架一臂上的安装底板、竖直设置于安装底板上的X向电机安装板、Y向电机安装板以及相互垂直设置于安装底板上的X向偏转电机、Y向偏转电机，所述X向偏转电机的电机轴上锁紧有X向联轴器，所述X向联轴器贯穿X向电机安装板且前端延伸至安装底板外，所述X向电机安装板上设置有X向零点传感器，所述X向联轴器的前端安装有X向一字线激光器以及与X向零点传感器相配合的X向零点感应片；所述Y向偏转电机的电机轴上锁紧有Y向联轴器，所述Y向联轴器贯穿Y向电机安装板且前端延伸至安装底板外，所述Y向电机安装板上设置有Y向零点传感器，所述Y向联轴器的前端安装有Y向一字线激光器以及与Y向零点传感器相配合的Y向零点感应片。

8.根据权利要求7所述的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，所述X向一字线激光器射出的激光线与所述X向联轴器相平行，所述Y向一字线激光器射出的激光线与所述Y向联轴器相平行，所述X向一字线激光器射出的激光线与所述Y向一字线激光器射出的激光线形成十字交叉线以指示料盘中所需处理产品的位置。

9.根据权利要求1所述的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，所述人工干预单元的下方设置有用于顶起料盘的第二顶升机构。

10.根据权利要求1所述的双工位全自动晶片表面缺陷视觉检测设备，其特征在于，所述收料单元包括设置于传送流水线支架上的下料仓，位于下料仓两侧的四组翻板托块以及位于下料仓下方的第三顶升机构，所述传送流水线支架上设置有旋转座，所述翻板托块的后端与旋转座通过转轴旋转连接，所述翻板托块的前端与流水线支架相接触且延伸出流水线支架外以承托所述第三顶升机构顶起的料盘。