TWI504883B

TWI504883B - 料盤晶片自動檢驗及包裝設備

Info

Publication number: TWI504883B
Application number: TW102142403A
Authority: TW
Inventors: Yi Chun Chen; Chang Hsing Lai
Original assignee: King Yuan Electronics Co Ltd
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2015-10-21
Also published as: TW201520535A

Description

料盤晶片自動檢驗及包裝設備

本發明係關於一種料盤晶片自動檢驗及包裝設備，尤指一種適用於承載有複數晶片之料盤晶片自動檢驗及包裝設備。

在半導體元件製造過程中，晶片於完成製作與測試後，通常會再將合格之晶片交由線上作業人員包裝成束。一般習知之人工作業流程大致為：首先，線上作業人員需先以目視方式，逐以檢視每一料盤上之每一晶片容置槽內之晶片是否有放置上下顛倒、或晶片背面朝上、或容置槽內沒有放置晶片、或容置槽內之晶片有所偏移未放置於正確位置、或容置槽內放置有標示不合格之晶片…等情形。

線上作業人員需確認料盤上之每一晶片容置槽內之晶片皆屬正常對位，且皆為合格之晶片，才能於該料盤上放一張泰維克紙，並且要再確認泰維克紙是否與料盤對位，不能偏移。之後，重複上述人工作業流程，直至將複數個料盤與複數張泰維克紙堆疊成一堆疊料盤後，再於該堆疊料盤上置放一上蓋。之後，線上作業人員再將該堆疊料盤拿至一束帶機，進行十字方式束帶作業。最後，線上作業人員尚需再確認束帶後之該堆疊料盤上之泰維克紙是否有外露、束帶封合之品質、束帶之緊度等。

上述習知之料盤晶片檢測與束帶包裝作業皆採人工作業，不僅耗時，且現今之晶片愈做愈小，以人工目視檢測容易發生誤判，造成出貨之產品容易有不合格之晶片。此外，於束帶作業時也容易發生因作業人員疏忽，導致整個堆疊料盤打翻或受損的情形，故習知以人工執行料盤晶片檢驗及包裝之作業，並非十分理想，尚有改善之空間。

此外，習知單純之料盤晶片檢測，即僅檢測料盤上所置放之晶片是否定位與否，其料盤係以滑軌來輸送，然而利用滑軌輸送料盤，不僅料盤容易卡住，也不易堆疊，也容易導致整個堆疊料盤打翻或受損的情形，亦非十分理想，尚有改善之空間。

發明人原因於此，本於積極發明創作之精神，亟思一種可以解決上述問題之「料盤晶片自動檢驗及包裝設備」，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之主要目的係在提供一種料盤晶片自動檢驗及包裝設備，俾能取代人工作業，而以機台之二檢測鏡頭自動進行料盤上晶片外觀檢驗、佈紙、料盤堆疊及包裝等作業，且機台之輸送單元係利用夾持機構與旋轉載臺來夾持及移載料盤。藉此，不僅可減少人力、工時，避免人為作業疏忽，導致整個堆疊料盤打翻或受損的情形，也可避免不良產品流出，且利用夾持機構與旋轉載臺來輸送料盤，也遠較習知以滑軌輸送料盤更為穩定，且定位更為精確。

為達成上述目的，本發明之料盤晶片自動檢驗及包裝設備包括有：一輸送單元、一外觀檢驗裝置、一料盤上蓋暫存區以及一佈紙暫存區。其中，輸送單元包括有一取放裝置及一旋轉載臺，輸送單元係用以移載一料盤至不同工作站別，輸送單元依序分別連接一入料區、一料盤晶片外觀檢驗區、一佈紙與料盤堆疊區、一綁束帶區以及一出料區。外觀檢驗裝置包括有一第一檢測鏡頭及一第二檢測鏡頭，其分別用以檢驗料盤內所置放之每一晶片外觀與每一佈紙位置。另，料盤上蓋暫存區及佈紙暫存區則分別設置於佈紙與料盤堆疊區之一側。

上述入料區係用以存放待包裝之複數料盤；料盤晶片之外觀檢驗區具有一第一檢測鏡頭，其係用以外觀檢驗每一從入料區藉由輸送單元移送過來之料盤，其料盤容置槽內之晶片是否有放置上下顛倒、或晶片背面朝上、或容置槽內沒有放置晶片、或容置槽內之晶片有所偏移未放置於正確位置、或容置槽內放置有標示不合格之晶片… 等情形。

上述佈紙與料盤堆疊區係用以置放一佈紙於通過外觀檢驗之每一料盤上，當通過檢驗之料盤與佈紙堆疊至一預定數量後，再於其上置放一上蓋，而形成一具上蓋之料盤堆疊。綁束帶區係用以將具上蓋之料盤堆疊進行束帶捆綁，使其成為一料盤捆包。出料區則係用以收集及存放該料盤捆包。此外，料盤上蓋暫存區係用以存放堆疊複數上蓋；而佈紙暫存區則用以存放堆疊複數佈紙。

上述輸送單元可包括有至少一升降裝置、一料盤移載機構及一入料傳送機構，升降裝置係用以上升由入料傳送機構所移載之料盤。料盤移載機構係連接外觀檢驗裝置及佈紙與料盤堆疊區，料盤移載機構係在前述二者之間移送料盤以進行檢測、分料與堆疊。另，入料傳送機構介於入料區及料盤移載機構之間，用以移送由入料區中取出的待包裝之料盤至料盤移載機構。

上述料盤移載機構可為一輸送帶或一輸送軌道，其皆可達到移送料盤之功能。

上述第一檢測鏡頭，其係設置於料盤晶片外觀檢驗區的上方，用以檢查通過該料盤晶片外觀檢驗區之每一料盤，確認料盤的容置槽內是否有晶片顛倒、翻覆、缺料、偏移未放置於正確位置、或容置槽內放置有標示不合格之晶片等放置異常的狀況。

上述第二檢測鏡頭，其係設置於佈紙與料盤堆疊區的上方，用以檢查通過佈紙與料盤堆疊區之每一料盤，確認其佈紙位置狀況是否正確對位。另，佈紙可為一泰維克紙或一黑導片，擺放於每一料盤之上。

上述取放裝置可包括有一夾持機構，夾持機構係用以夾持料盤，再藉由輸送單元移送至不同的工作站，利用夾持機構來輸送料盤，較習知以滑軌輸送料盤更為穩定，且定位更為精確。

上述佈紙與料盤堆疊區可包括有一佈紙拾取單元及一上蓋拾取單元，佈紙拾取單元係用以取出一佈紙並置放於每一料盤上，而上蓋拾取單元則用以取出一上蓋並置放於已堆疊至一預定數量之料盤堆疊上。

上述佈紙拾取單元可為一真空吸頭或一機械手臂，其皆可達到拾取佈紙之功效。另，上蓋拾取單元可為一真空吸頭或一機械手臂，其皆可達到拾取上蓋之功效。

上述旋轉載臺可包括有一夾持機構，該夾持機構位於佈紙與料盤堆疊區及出料區之間，藉由該夾持機構先夾持佈紙與料盤堆疊區所堆疊完畢之料盤堆疊，並藉由旋轉載台之旋轉將該料盤堆疊旋轉移送至綁束帶區。

本發明可更包括有一束帶機，束帶機設置於旋轉載臺與出料區之間，用以將移送至綁束帶區之料盤堆疊進行十字綁束，使其成為一料盤捆包。

上述綁束帶區可包括有一五軸移轉單元，其用以移送堆疊後之料盤堆疊進行一次綁束。

上述五軸移轉單元可固設有一轉向機構，其用以將料盤堆疊轉向以進行二次綁束，使料盤堆疊形成十字綁束。

本發明可更包括有一異常料盤收集區，其設置於入料區之一側，異常料盤收集區係用以存放從料盤晶片外觀檢驗區檢驗發現料盤內之晶片有放置上下顛倒、或晶片背面朝上、或料盤容置槽內沒有放置晶片、或容置槽內之晶片有所偏移未放置於正確位置、或容置槽內放置有標示不合格之晶片…等情形。亦即，料盤之容置槽內置放有晶片未正常對位或不合格晶片之情形，其皆屬於異常料盤，而經料盤晶片外觀檢驗區檢驗發現之異常料盤則收集置放於異常料盤收集區。

11‧‧‧取放裝置

111‧‧‧夾持機構

12‧‧‧旋轉載臺

13‧‧‧升降裝置

14‧‧‧料盤移載機構

15,16‧‧‧入料傳送機構

2‧‧‧料盤

211‧‧‧夾持機構

3‧‧‧入料區

4‧‧‧料盤晶片外觀檢驗區

41‧‧‧第一檢測鏡頭

5‧‧‧異常料盤收集區

6‧‧‧佈紙與料盤堆疊區

60‧‧‧載台

61‧‧‧料盤上蓋暫存區

611‧‧‧上蓋拾取單元

612‧‧‧上蓋

62‧‧‧佈紙暫存區

621‧‧‧佈紙拾取單元

622‧‧‧佈紙

63‧‧‧第二檢測鏡頭

7‧‧‧綁束帶區

71‧‧‧束帶機

72‧‧‧五軸移轉單元

73‧‧‧轉向機構

8‧‧‧出料區

81‧‧‧滑移機構

9‧‧‧料盤捆包

圖1係本發明一較佳實施例之立體圖。

圖2係本發明一較佳實施例之入料區作業立體圖。

圖3係本發明一較佳實施例之佈紙與料盤堆疊區立體圖。

圖4係本發明一較佳實施例之料盤上蓋暫存區立體圖。

圖5係本發明一較佳實施例之夾持機構立體圖。

圖6係本發明一較佳實施例之旋轉載臺立體圖。

圖7A係本發明一較佳實施例之綁束帶區上視圖。

圖7B係本發明一較佳實施例之綁束帶區立體圖。

圖8係本發明一較佳實施例之五軸移轉單元立體圖 (一)。

圖9係本發明一較佳實施例之五軸移轉單元立體圖(二)。

圖10係本發明一較佳實施例之出料區立體圖(一)。

圖11係本發明一較佳實施例之出料區立體圖(二)。

請參閱圖1係本發明一較佳實施例之立體圖，本實施例之料盤晶片自動檢驗及包裝設備包括有：一輸送單元、一入料區3、一料盤晶片外觀檢驗區4、一外觀檢驗裝置、一異常料盤收集區5、一佈紙與料盤堆疊區6、一料盤上蓋暫存區61、一佈紙暫存區62、一綁束帶區7、一束帶機71、一五軸移轉單元72以及一出料區8。其中，外觀檢驗裝置包括一第一檢測鏡頭41及一第二檢測鏡頭63，而佈紙與料盤堆疊區6包括一載台60，料盤上蓋暫存區61及佈紙暫存區62分別設置於佈紙及料盤堆疊區6之相對側，束帶機71設置於佈紙與料盤堆疊區6與出料區8之間，異常料盤收集區5則設置於入料區3之一側。

輸送單元包括有一取放裝置11、一夾持機構111、一旋轉載臺12(示於圖5)、一升降裝置13、一料盤移載機構14及二入料傳送機構15,16。其中，取放裝置11、夾持機構111、旋轉載臺12、升降裝置13、料盤移載機構14及入料傳送機構15係用以移載料盤2由入料區3至料盤晶片外觀檢驗區4、異常料盤收集區5、佈紙與料盤堆疊區 6及綁束帶區7等不同工作站別，用以於其間傳送料盤2以進行檢測、分料與堆疊。而入料傳送機構16則用以移載料盤上蓋暫存區61所儲存之複數上蓋612至佈紙與料盤堆疊區6。

請參閱圖2、圖3與圖4，其分別為本發明一較佳實施例之入料區作業立體圖、佈紙與料盤堆疊區立體圖及料盤上蓋暫存區立體圖，並請一併參閱圖1。本實施例之自動作業流程如下：首先，承載有複數晶片之複數料盤2先堆疊成一絡，複數絡堆疊之料盤2置放於入料區3，其中，每一料盤2內皆具有複數容置槽，每一容置槽內承載有一晶片。

之後，如圖2所示，入料傳送機構15將一絡堆疊之料盤2由入料區3移載至料盤晶片外觀檢驗區4，升降裝置13並將該絡堆疊之料盤2上升，第一檢測鏡頭41設置於料盤晶片外觀檢驗區4上方，第一檢測鏡頭41可檢查該絡堆疊之最上面之料盤2，確認其內是否有晶片顛倒、翻覆或是缺料等放置異常的狀況。若料盤2內有上述異常的狀況，則取放裝置11與料盤移載機構14將該料盤2移載至異常料盤收集區5，如圖1所示，其異常料盤收集區5置放有一異常之料盤2。

若料盤2內晶片皆正常放置符合規定，則取放裝置11與料盤移載機構14將該料盤2移載至佈紙與料盤堆疊區6之載台60上。每移載一料盤2後，升降裝置13皆會剩下之該絡堆疊之料盤2上昇至固定高度以供取放裝置11 取拿該絡堆疊最上面之料盤2。

在本實施例中，第一檢測鏡頭41係為一電荷耦合元件(CCD)形式之相機或攝影機，可觀察料盤2內的晶片放置情形並與資料庫內晶片正常放置的圖片或影像比對，藉以判斷料盤2內晶片是正常或異常放置。此外，在本實施例中，取放裝置11之一端具有一夾持機構111，可用以夾持料盤2。另，料盤移載機構14係為一輸送軌道。

如圖3所示，移載至載台60之料盤2則藉由設置於佈紙暫存區62之佈紙拾取單元621拾取一佈紙622置放於該料盤2上，再依序堆疊由料盤晶片外觀檢驗區4檢驗合格移載過來之料盤2，之後再藉由佈紙拾取單元621拾取一佈紙622置放於上，重複上述動作，直至料盤2與佈紙622堆疊至一定數量。

亦即，每一料盤2上皆覆蓋有一佈紙622，且第二檢測鏡頭63係設置於佈紙與料盤堆疊區6之載台60上方，用以檢查每一置放於料盤2上之佈紙622擺放位置是否異常，待料盤2與佈紙622皆正常符合規定堆疊至一定數量之後，如圖4所示，再藉由設置於料盤上蓋暫存區61之上蓋拾取單元611拾取一上蓋612至載台60，並置放於該堆疊之料盤2之佈紙622上，形成一堆疊料盤，其內依序由下至上包括有一預定數量且相互堆疊之料盤2、佈紙622及一上蓋612。

在本實施例中，第二檢測鏡頭63係為一電荷耦合元件(CCD)形式之相機或攝影機，第二檢測鏡頭63可觀察佈紙622之擺放情形並與資料庫內佈紙擺放正常放置的圖片或影像比對，藉以判斷佈紙622是正常或異常放置。此外，在本實施例中，該佈紙622為一泰維克紙或一黑導片。另，該佈紙拾取單元621為一真空吸頭，該上蓋拾取單元611為一機械夾臂。

請再參閱圖1、圖5、圖6、圖7A與圖7B，其分別為本發明一較佳實施例之夾持機構立體圖、旋轉載臺立體圖及綁束帶區上視圖與立體圖。如圖5所示，旋轉載臺12具有一夾持機構211，旋轉載臺12係設置於佈紙與料盤堆疊區6與出料區8間，藉由該夾持機構211夾持佈紙與料盤堆疊區6所堆疊完畢之複數料盤2，並藉由該旋轉載台12之旋轉180度將該複數料盤2移送至綁束帶區7，先進行一次綁束(如圖6所示)。之後，再藉由五軸移轉單元72之轉向機構73將已進行一次綁束之該複數料盤2轉向90度，以進行二次綁束，使其成為一料盤捆包9(如圖7A與圖7B所示)。本實施例利用夾持機構211與旋轉載台12來輸送料盤，也遠較習知以滑軌輸送料盤更為穩定，且定位更為精確。

請再參閱圖8、圖9、圖10及圖11，其分別為本發明一較佳實施例之五軸移轉單元立體圖(一)(二)及出料區立體圖(一)(二)。最後，五軸移轉單元72再將料盤捆包9由綁束帶區7移至出料區8(如圖8,9所示)，出料區8設置有一滑移機構81，其可將料盤捆包9移至出料區8之一側(如圖10,11所示)。

藉此，本發明可取代習知之人工作業，以機台之第一檢測鏡頭與第二檢測鏡頭自動進行料盤上晶片外觀檢驗、佈紙、料盤堆疊及包裝等作業，不僅可減少人力、工時，避免不良產品流出，也可避免人為作業疏忽，導致整個堆疊料盤打翻或受損的情形。另外，本發明利用夾持機構與旋轉載臺來輸送料盤，也遠較習知以滑軌輸送料盤更為穩定，且定位更為精確。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。