CN109003924B - 一种芯片出厂检验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种芯片出厂检验装置，包括机体底座、设置于所述机体底座的两端并驱动料盘同步旋转以水平送出芯片料带的支撑驱动机构、设置于所述机体底座上并用于在所述芯片料带的运输过程中检测芯片的出厂质量参数的检测机构，以及与所述检测机构信号连接、用于根据内置程序控制其检测流程的控制主机。本发明所提供的芯片出厂检验装置，通过支撑驱动机构驱动两端料盘旋转，对芯片料带进行卷绕，从而实现对芯片的运输效果，并通过检测机构在芯片料带的卷绕过程中实现对各个芯片的出厂质量参数的检测，同时在检测过程全程中辅以控制主机进行自动控制，快速、高效完成对芯片的批量出厂质量检验，提高质量检测精度，降低人工劳动量和人力成本。

Description

一种芯片出厂检验装置

技术领域

本发明涉及芯片技术领域，特别涉及一种芯片出厂检验装置。

背景技术

随着社会智能化水平的不断提高，半导体芯片已广泛应用于智能家居、智能硬件、信息通信、智能交通、公共安全等领域。

为保证芯片的生产制造质量，芯片厂家在芯片出厂销售前，需要进行芯片的出厂检验工序，对编带好的芯片半成品进行出厂质量参数进行检测，该出厂质量参数一般包括数量、位序、外观、料带拉力、缺失情况等，以此排除不合格的芯片，以确保芯片的出厂质量满足行业销售标准。

目前，在进行芯片出厂检验时，传统的方法是全流程人工操作的方式。具体的，首先由生产人员将装有芯片的料带从芯片装载盘中拉出，借助放大镜用肉眼逐颗观察料带中的芯片，判断芯片位序、外观是否符合标准，检查料带中是否存在芯片缺失现象。然后将料带反向回收，清点每个芯片装载盘中芯片数量是否正确。最后观察料带中载带与盖带的贴合情况，判断是否存在料带分离、爆带等异常情况。

按照现有技术中的人工操作检验方式，检验一盘芯片(按2500片芯片计)需花费约30min的时间，效率较为低下，并且上述方式需人工将料带从编带盘中拉出，在拉动过程中料带会不可避免的发生扭曲变形现象，很容易在料带拉力较低处发生爆带(盖带与载带分离)现象，造成芯片散落缺失。同时，由于全部芯片的数量需要由人工进行清点，在芯片数量较多时也容易发生统计错误、产品混淆等问题。而人工检验的质量检验结果带有一定主观性，全凭工人自身经验判断，其精确度较低，劳动量大，整个出厂检验工序的效率低下，在芯片市场需求量呈逐年增长趋势且芯片供应商出厂的芯片数量越来越大的大环境下，现有技术中的传统手工检验方式已难以适应市场的需要。

因此，如何高效完成对芯片的批量出厂质量检验，提高质量检测精度，降低人工劳动量和人力成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种芯片出厂检验装置，能够高效完成对芯片的批量出厂质量检验，提高质量检测精度，降低人工劳动量和人力成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种芯片出厂检验装置，包括机体底座、设置于所述机体底座的两端并驱动料盘同步旋转以水平送出芯片料带的支撑驱动机构、设置于所述机体底座上并用于在所述芯片料带的运输过程中检测芯片的出厂质量参数的检测机构，以及与所述检测机构信号连接、用于根据内置程序控制其检测流程的控制主机。

优选地，所述支撑驱动机构设置于所述机体底座的长度方向上的两端位置，且所述支撑驱动机构用于驱动所述料盘同步旋转，以将所述芯片料带沿着平行于所述机体底座的长度方向水平运输。

优选地，所述支撑驱动机构包括设置于所述机体底座的长度方向上的两端、用于将所述料盘固定在预设位置的支撑架，且所述支撑架可伸缩。

优选地，支撑驱动机构还包括设置于所述支撑架顶端、用于驱动所述料盘旋转的驱动电机，且所述驱动电机的转轴插设于所述料盘的中心孔中。

优选地，所述机体底座的长度方向上的两端位置处均设置有用于压紧所述芯片料带的边缘以使其在所述机体底座上保持水平的压带轮。

优选地，所述检测机构包括架设于所述机体底座上、用于对各个芯片的表面进行成像以检测其外形结构是否完整的成像器，且所述成像器与所述控制主机信号连接。

优选地，所述检测机构还包括架设于所述机体底座上、用于与所述芯片料带的边缘上设置的齿条啮合转动的计数齿轮，以及用于通过检测所述计数齿轮的旋转圈数计算芯片个数的计数模块，且所述计数模块与所述控制主机信号连接。

优选地，所述检测机构还包括架设于所述机体底座上、用于对所述芯片料带的表面预设位置处发射超声波、以通过回波延迟判断各个芯片的排布方向是否正确的超声波探头，且所述超声波探头与所述控制主机信号连接。

优选地，所述检测机构还包括架设于所述机体底座上、用于对所述芯片料带的表面预设位置处发射探测光线、以通过对所述探测光线的接收情况判断芯片是否缺失的在位探头，且所述在位探头与所述控制主机信号连接。

优选地，所述检测机构还包括架设于所述机体底座上并用于夹紧所述芯片料带上的载带的载带夹、架设于所述机体底座上并用于夹紧所述芯片料带上的盖带的盖带夹、与所述盖带夹相连的连接软管、水平设置于所述机体底座上的滑杆、可滑动地设置于所述滑杆上的拉力杆、用于驱动所述拉力杆沿所述滑杆的长度方向滑动的直线电机，以及一端连接在所述机体底座的侧壁上、另一端连接在所述拉力杆的杆体上的复位弹簧，所述拉力杆的末端与所述连接软管的末端相连，且所述拉力杆的末端上设置有用于检测所述盖带夹所受拉力的拉力传感器，所述拉力传感器与所述控制主机信号连接。

本发明所提供的芯片出厂检验装置，主要包括机体底座、支撑驱动机构、检测机构和控制主机。其中，机体底座为芯片出厂检验装置的主体结构，主要用于安装和承载其余零部件，同时也是检验芯片出厂质量的主要操作场所。支撑驱动机构设置于机体底座上，用于驱动设置于机体底座两端的料盘同步旋转，将缠绕于料盘上、按照一定顺序、规格装载芯片的芯片料带从一端料盘逐渐卷绕在另一端料盘上，而在芯片料带的卷绕过程中，其上装载的各个芯片逐渐通过机体底座表面，可以认为对各个芯片形成运输效果。检测机构为核心机构，其设置在机体底座上，主要用于在芯片料带的卷绕过程中，对机体底座表面上经过的各个芯片进行出厂质量参数检测，以判断各个芯片或者该批芯片的出厂质量参数是否合格。控制主机与检测机构信号连接，主要用于根据内置程序控制检测机构对芯片进行各项相关的出厂质量参数检测，从而自动、有序地实现对芯片的出厂质量检测。综上所述，本发明所提供的芯片出厂检验装置，通过支撑驱动机构驱动两端料盘旋转，对芯片料带进行卷绕，从而实现对芯片的运输效果，并通过检测机构在芯片料带的卷绕过程中实现对各个芯片的出厂质量参数的检测，同时在检测过程全程中辅以控制主机进行自动控制，快速、高效完成对芯片的批量出厂质量检验，提高质量检测精度，降低人工劳动量和人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

其中，图1中：

机体底座—1，芯片料带—2，控制主机—3，料盘—4，支撑架—5，驱动电机—6，压带轮—7，成像器—8，计数齿轮—9，超声波探头—10，在位探头—11，载带夹—12，盖带夹—13，连接软管—14，滑杆—15，拉力杆—16，直线电机—17，复位弹簧—18，拉力传感器—19。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，芯片出厂检验装置主要包括机体底座1、支撑驱动机构、检测机构和控制主机3。

其中，机体底座1为芯片出厂检验装置的主体结构，主要用于安装和承载其余零部件，同时也是检验芯片出厂质量的主要操作场所。支撑驱动机构分别设置在机体底座1的两端位置。此处优选地，该两个支撑驱动机构可分别设置在机体底座1的长度方向上的两端位置。

支撑驱动机构主要用于驱动设置于机体底座1两端的料盘4同步旋转，将缠绕于料盘4上、按照一定顺序、规格装载芯片的芯片料带2逐渐从一端料盘4逐渐卷绕在另一端料盘4上，而在芯片料带2的卷绕过程中，其上装载的各个芯片逐渐通过机体底座1表面，可以认为对各个芯片形成运输效果。

检测机构为核心机构，其设置在机体底座1上，主要用于在芯片料带2的卷绕过程中，对机体底座1表面上经过的各个芯片进行出厂质量参数检测，以判断各个芯片或者该批芯片的出厂质量参数是否合格。控制主机3与检测机构信号连接，主要用于根据内置程序控制检测机构对芯片进行各项相关的出厂质量参数检测，从而自动、有序地实现对芯片的出厂质量检测。

因此，本实施例所提供的芯片出厂检验装置，通过两端的料盘4对芯片料带2的卷绕驱动实现对芯片在机体底座1上的运输效果，并通过检测机构在芯片料带2的卷绕过程中实现对各个芯片的厂质量参数的检测，同时在检测过程全程中辅以控制主机3进行自动控制，快速、高效完成对芯片的批量出厂质量检验，提高质量检测精度，降低人工劳动量和人力成本。

本实施例中，芯片出厂检验装置采用一体式布局，整体包括支撑驱动部分、检验部分、拉力测试部分、显示控制部分组成。支撑驱动部分用于固定料盘4，并通过驱动电机6驱动料盘4旋转，平稳送出芯片料带2。检验部分用于验证送出的芯片料带2中芯片的数量、位序、外形结构等是否符合标准，输出检验结果。拉力测试部分用于验证芯片料带2(载带与盖带)的拉力是否符合标准，并进行图形化显示，导出测试结果。显示控制部分用于运行芯片出厂检验程序，控制装置各部件正确动作，实现设备启停、设备控制、结果显示、参数设置功能。

在关于支撑驱动机构的一种优选实施方式中，该支撑驱动机构主要布置于机体底座1的长度方向上的两端位置，主要包括支撑架5、驱动电机6和压带轮7。

其中，装载于支撑驱动机构上的料盘4一般呈圆形，其中心有一圆柱形通孔，通孔侧壁上有凹槽，可稳定固定于驱动电机6的转轴上。支撑架5一般为圆柱形，其一端固定于机体底座1上，另一端与驱动电机6的外壁相连，用于支撑料盘4和驱动电机6。同时，该支撑架5还可以进行长短伸缩、角度调节，以适应固定不同尺寸的料盘4，从而将料盘4固定在预设位置处(如预设高度位置、预设间距等)。

驱动电机6布置于支撑架5的末端，驱动电机6的转轴上设置有与料盘4的通孔凹槽相契合的卡槽，用于固定并带动料盘4旋转，从而将一端料盘4中的芯片料带2平稳拉出，使其经过中间的检测机构的检测后重新缠绕至另一端料盘4上。芯片料带2的一端缠绕在机体底座1一端的料盘4上，另一端缠绕在机体底座1另一端的料盘4上，中间部分在卷绕过程中一般水平悬置于在机体底座1的表面上。压带轮7固定在机体底座1的两侧位置，其内部有滚轴，主要用于压住送出的芯片料带2，使得芯片料带2在机体底座1上保持在水平运输状态。

在进行存送料操作时，先将装载有芯片料带2的料盘4固定于机体底座1的一端上的支撑架5上，同时将未装载芯片料带2的料盘4固定于机体底座1另一端的支撑架5上。然后，将料盘4中的芯片料带2拉出一段，依次穿过压带轮7、检验部分、拉力测试部分后，固定于另一端的料盘4上。在进行检测时，两端的驱动电机6分别驱动两端的料盘4沿同一方向旋转，从而将一端料盘4中的芯片料带2送出，并在运输过程中完成各个芯片的数量校验、位序检验、外观检验、缺失检验、拉力测试等工序。

在关于检验部分的一种优选实施方式中，该检验部分主要布置于机体底座1的中间位置，主要包括成像器8、计数齿轮9、计数模块、超声波探头10、在位探头11等。

其中，成像器8架设在机体底座1上方，其成像口正对着芯片料带2布置，用于检验芯片料带2上的各个芯片的丝印、引脚等外形结构情况是否完整。一般的，该成像器8可为高清摄像机等。

计数齿轮9一般架设在机体底座1的两侧位置，在其外圈上设置有轮齿，同时在芯片料带2的边缘位置沿长度方向设置有齿条，当芯片料带2处于运输状态时，其上的齿条与计数齿轮9形成啮合传动。

超声波探头10架设在机体底座1的上方，其探头正对着芯片料带2布置，主要用于检测芯片料带2中各个芯片的位序(排布方向)是否一致。

在位探头11架设在机体底座1上，主要用于根据芯片料带2上的通孔遮挡情况，判断芯片料带2中的芯片是否有缺失现象。一般的，该在位探头11具体可为红外线传感器等。

具体的，在进行芯片检验时，根据上述成像器8、计数齿轮9、计数模块、超声波探头10、在位探头11的安装位置，一般依次按照外形结构检验、数量检验、位序检验、缺失检验的步骤开展。

在进行外形结构检验时，首先可将一张标准芯片照片导入控制主机3中，成像器8对送出的芯片料带2上的各个芯片逐一拍照，与标准照片中的芯片丝印、尺寸、引脚等外形结构信息进行比对，返回比对结果。

在进行数量检验时，可先将单颗芯片对应的计数齿轮9的旋转圈数输入控制主机3中，计数齿轮9在芯片料带2的驱动下旋转，在芯片料带2卷绕完毕后，计数模块统计计数齿轮9旋转的圈数，控制主机3即可计算出芯片料带2中的芯片总数量，同时可传送至显示器进行可视化显示。

在进行位序检验时，可通过超声波探头10向芯片料带2表面发出一定频率的超声波，当回波遇到芯片表面上的凹槽圆点时，会延迟返回，超声波探头10可通过捕获每次的延迟返回的回波判断各个芯片的排布情况是否准确，从而实现位序检验，同时可将判断结果反馈至显示器进行可视化显示。

在进行缺失检验时，其中一个位于机体底座1上方的在位探头11发射出探测光线(一般为红外线)，若芯片料带2中有芯片缺失，则芯片料带2上的料带通孔未被遮挡，位于芯片料带2底部的另一个在位探头11接收到探测光线，则判断存在数量缺失情况，同时可将判断结果返回至显示器进行可视化显示。

在关于拉力测试部分的一种优选实施方式中，该拉力测试部分主要分布于机体底座1中部位置，并且位于前述检验部分之后(以芯片料带2的运输方向为准)，主要包括直线电机17、拉力传感器19、连接软管14、盖带夹13、载带夹12、滑杆15、拉力杆16、复位弹簧18组成。

其中，直线电机17设置在机体底座1内，其输出轴与拉力杆16相连，可用于驱动拉力杆16在滑杆15上进行水平直线滑动。拉力传感器19布置于拉力杆16的顶端位置，用于测量盖带夹13承受的拉力值，并将其传递为控制主机3。连接软管14为柔性可弯曲材质，其一端与拉力传感器19相连，另一端与盖带夹13相连，用于将盖带夹13承受的拉力传递给拉力传感器19。盖带夹13布置于连接软管14末端，用于夹住芯片料带2中的盖带。载带夹12布置于机体底座1的右端表面上，用于夹住芯片料带2中的载带。复位弹簧18一端与拉力杆16的杆体相连，另一端与机体底座1的侧壁相连，用于在拉力测试结束后将拉力杆16拉回原位。

在进行拉力测试时，先用盖带夹13夹住芯片料带2的盖带，再用载带夹12夹住芯片料带2的载带，之后启动拉力测试程序。直线电机17拉动拉力杆16在滑杆15上移动，盖带夹13同步移动，撕开芯片料带2中粘合在一起的盖带与载带。拉力传感器19将接收到的拉力变化值传递给控制主机3，判断监测的拉力值是否在规定的标准范围内，并可同时进行拉力数值的可视化展示。分析结束后，直线电机17释放驱动力，复位弹簧18将拉力杆16拉回原位，等待进行下一次拉力测试。

本实施例中还增设了显示控制部分，主要包括显示器、交互键盘、操作按钮和控制主机3等。显示器一般可布置于机体底座1的侧面，用于进行芯片数量、测试结果、良品率等数据的实时显示。交互键盘一般布置于显示器的正下方，用于进行检验速率、检验时间、检验模式、检验参数的设置。操作按钮可布置于机体底座1的右下方，包括启动、停止、暂停三个控制按钮，用于对装置进行开关控制、启停等操作。控住主机可通过数据线或无线通讯与机体底座1信号连接，用于控制检验程序、记录检验日志、导出检验结果等。

综上所述，本实施例所提供的芯片出厂检验装置能实现全自动存送料、数量校验、位序检验、外观检验、缺失检验、拉力测试、统计设置等功能，有效避免了手工操作时效率低、错误率高等问题，极大提高了芯片出厂检验效率与检验质量。同时实现了芯片出厂检验过程中的自动统计、结果导出、分类汇总功能，对UPH、成品率、芯片数量、料带拉力、运行日志等信息进行分类汇总、显示、导出，整个过程无需人工干预，避免了手工进行数据统计分析时的繁琐性与高错误率，具有较高的可靠性。并且，本实施例中的芯片出厂检验装置采用一体式布局，结构牢固可靠，占地面积较小，部件可靠性较高，能灵活运用于不同空间、不同环境的工作场所，在芯片出厂检验领域具有较高的推广应用价值。另外，本实施例中的芯片出厂检验装置还能根据芯片的实际规格及封装形式，对存送料部分、检验部分、拉力测试部分进行个性化设置，使其适用于不同规格、不同封装形式、不同出厂标准要求的芯片，具有较高的灵活性与可扩展性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种芯片出厂检验装置，其特征在于，包括机体底座(1)、设置于所述机体底座(1)的两端并用于驱动料盘(4)旋转以送出芯片料带(2)的支撑驱动机构、设置于所述机体底座(1)上并用于在所述芯片料带(2)的运输过程中检测芯片的出厂质量参数的检测机构，以及与所述检测机构信号连接、用于根据内置程序控制其检测流程的控制主机(3)；

所述检测机构还包括架设于所述机体底座(1)上并用于夹紧所述芯片料带(2)上的载带的载带夹(12)、架设于所述机体底座(1)上并用于夹紧所述芯片料带(2)上的盖带的盖带夹(13)、与所述盖带夹(13)相连的连接软管(14)、水平设置于所述机体底座(1)上的滑杆(15)、可滑动地设置于所述滑杆(15)上的拉力杆(16)、用于驱动所述拉力杆(16)沿所述滑杆(15)的长度方向滑动的直线电机(17)，以及一端连接在所述机体底座(1)的侧壁上、另一端连接在所述拉力杆(16)的杆体上、用于使所述拉力杆(16)复位的复位弹簧(18)，所述拉力杆(16)的末端与所述连接软管(14)的末端相连，且所述拉力杆(16)的末端上设置有用于检测所述盖带夹(13)所受拉力的拉力传感器(19)，所述拉力传感器(19)与所述控制主机(3)信号连接。

2.根据权利要求1所述的芯片出厂检验装置，其特征在于，所述支撑驱动机构设置于所述机体底座(1)的长度方向上的两端位置，且所述支撑驱动机构用于驱动所述料盘(4)同步旋转，以将所述芯片料带(2)沿着平行于所述机体底座(1)的长度方向水平运输。

3.根据权利要求2所述的芯片出厂检验装置，其特征在于，所述支撑驱动机构包括设置于所述机体底座(1)的长度方向上的两端、用于将所述料盘(4)固定在预设位置的支撑架(5)，且所述支撑架(5)可伸缩。

4.根据权利要求3所述的芯片出厂检验装置，其特征在于，所述支撑驱动机构还包括设置于所述支撑架(5)顶端、用于驱动所述料盘(4)旋转的驱动电机(6)，且所述驱动电机(6)的转轴插设于所述料盘(4)的中心孔中。

5.根据权利要求4所述的芯片出厂检验装置，其特征在于，所述机体底座(1)的长度方向上的两端位置处均设置有用于压紧所述芯片料带(2)的边缘以使其在所述机体底座(1)上保持水平的压带轮(7)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的芯片出厂检验装置，其特征在于，所述检测机构包括架设于所述机体底座(1)上、用于对各个芯片的表面进行成像以检测其外形结构是否完整的成像器(8)，且所述成像器(8)与所述控制主机(3)信号连接。

7.根据权利要求6所述的芯片出厂检验装置，其特征在于，所述检测机构还包括架设于所述机体底座(1)上、用于与所述芯片料带(2)的边缘上设置的齿条啮合转动的计数齿轮(9)，以及用于通过检测所述计数齿轮(9)的旋转圈数计算芯片个数的计数模块，且所述计数模块与所述控制主机(3)信号连接。

8.根据权利要求7所述的芯片出厂检验装置，其特征在于，所述检测机构还包括架设于所述机体底座(1)上、用于对所述芯片料带(2)的表面预设位置处发射超声波、以通过回波延迟判断各个芯片的排布方向是否正确的超声波探头(10)，且所述超声波探头(10)与所述控制主机(3)信号连接。

9.根据权利要求8所述的芯片出厂检验装置，其特征在于，所述检测机构还包括架设于所述机体底座(1)上、用于对所述芯片料带(2)的表面预设位置处发射探测光线、以通过对所述探测光线的接收情况判断芯片是否缺失的在位探头(11)，且所述在位探头(11)与所述控制主机(3)信号连接。