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CN110581096A - 一种led芯片光电性与外观一体化检测设备 - Google Patents

一种led芯片光电性与外观一体化检测设备 Download PDF

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CN110581096A CN201910924883.8A CN201910924883A CN110581096A CN 110581096 A CN110581096 A CN 110581096A CN 201910924883 A CN201910924883 A CN 201910924883A CN 110581096 A CN110581096 A CN 110581096A
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Abstract

本发明公开了一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，包括晶圆机器手臂，AOI检测视觉系统、AOI检测平台、料匣、机台、测针平台、测针移动平台；其中：料匣固定在机台的上下料放置区上，机台上安装有晶圆机器手臂、AOI检测视觉系统、AOI检测平台、测针平台、测针移动平台。本发明的优点在于：能利用晶圆机器手臂将AOI外观检测平台与光电性测试平台衔接起来，实现了两个平台之间的自动传送目的；另外点测平台增加CCD相机和激光测距仪实现精准的对位成像，再通过自动调针装置对XYZ轴进行伺服控制补偿，达到了自动调针的目的，减少了中间环节，提高了作业效率，节省了人力成本，同时减少了生产过程中的人员导致的异常情况。

Description

一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备
技术领域
本发明涉及LED芯片自动检测设备技术领域，尤其涉及一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备。
背景技术
在LED芯片生产行业，芯片光电性的检测和外观检测是分2个单独环节进行的，中间环节都是靠人员搬运来实现上下料的，并且光电性检测设备需要人员在开始前进行手动调针，耗费了较多人力并且效率低下，导致企业生产效率低下，增加企业生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，能利用晶圆机器手臂将AOI外观检测平台与光电性测试平台衔接起来，实现了两个平台之间的自动传送目的；另外点测平台增加CCD相机和激光测距仪实现精准的对位成像，再通过自动调针装置对XYZ轴进行伺服控制补偿，达到了自动调针的目的，减少了中间环节，提高了作业效率，节省了人力成本，同时减少了生产过程中的人员导致的异常情况。
为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，包括晶圆机器手臂，AOI检测视觉系统、AOI检测平台、料匣、机台、测针平台、测针移动平台；其中：料匣固定在机台的上下料放置区上，机台上安装有晶圆机器手臂、AOI检测视觉系统、AOI检测平台、测针平台、测针移动平台；
所述晶圆机器手臂由夹爪一、夹爪二、联动轴一、联动轴二、联动轴三、联动轴四、感应装置、腔体构成，联动轴四连接联动轴二，联动轴三连接联动轴一，联动轴四与联动轴三装进腔体内，感应装置与联动轴一和联动轴二连接，联动轴一的前端安装有夹爪二，联动轴二前端安装有夹爪一；
所述料匣由料匣把手、料盒、放置片源装置构成，料匣把手设置于料盒上方，放置片源装置安装于料盒内。
进一步的，所述AOI检测视觉系统、AOI检测平台组成AOI检测平台，包括大理石、主检相机、主检镜头、复检相机、复检镜头、固定支架、调焦镜头、定制光源、光源；其中：大理石固定于AOI检测平台上，主检相机固定于大理石上，主检相机下方安装有主检镜头，主检镜头与定制光源连接，固定支架上部安装有复检相机，复检相机与复检镜头连接，固定支架下部连接有调焦镜头，调焦镜头与光源连接。
进一步的，所述测针平台、测针移动平台组成点测平台，包括信号计算装置一、信号计算装置、感应器一、轨道、无损清针装置、显微镜、积分球、CCD相机视觉组件，激光测距仪，感应器二，马达一，转动轴，轨道二、马达二、感应器三、自动调针装置、感应器四、主动式寻边器、感应器五、感应器六；其中：测针移动平台左侧下方安装有马达一，马达一右侧与轨道二连接，轨道二上方设有转动轴，轨道二右侧连接有马达二，转动轴固定于轨道二上，测针平台左右两侧分别设置有信号计算装置一、信号计算装置，信号计算装置一、信号计算装置共同连接积分球收集数据，显微镜与积分球连接，CCD相机视觉组件下方连接有激光测距仪，并固定于轨道上，测针平台左侧固定有感应器五、感应器六，感应器五、感应器六与感应器二连接，测针平台右侧固定有感应器一、感应器四，感应器一、感应器四与感应器三连接，感应器四与自动调针装置连接，自动调针装置与主动式寻边器相连。
其中，所述大理石下方设置有AOI移动平台。
进一步的，所述AOI移动平台包括皮带、马达一、轨道一、马达二、载台、轨道二，其特征在于：轨道二一端安装有马达一，轨道二上安装有轨道一，马达一通过皮带驱动轨道一于轨道二上移动，轨道一一端安装有马达二，轨道一上安装有载台，马达二通过皮带驱动载台于轨道一上移动，通过马达一、马达二驱动，实现载台在X、Y方向的水平移动。
优选的，所述机台的上下料放置区放置有5个以上料匣。
优选的，所述料匣采用环绕晶圆机器手臂的方式摆放，可做到双边操作不停机。
优选的，所述料匣可容纳25张片源。
与现有技术相比，本发明提供了一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，具备以下有益效果：能利用晶圆机器手臂将AOI外观检测平台与光电性测试平台衔接起来，实现了两个平台之间的自动传送目的；另外点测平台增加CCD相机和激光测距仪实现精准的对位成像，再通过XYZ自动调针装置对XYZ轴进行伺服控制补偿，达到了自动调针的目的，减少了中间环节，提高了作业效率，节省了人力成本，同时减少了生产过程中的人员导致的异常情况。
附图说明
图1 为本发明的整体结构示意图。
图2 为本发明的俯视图。
图3 为本发明中晶圆机器手臂的结构示意图。
图4 为本发明中扩膜上料工装的结构示意图。
图5 为本发明中料匣的结构示意图。
图6 为本发明中点测平台的结构示意图。
图7 为本发明中AOI检测平台的结构示意图。
图8 为本发明中AOI移动平台的结构示意图。
附图标记：
晶圆机器手臂1、AOI检测视觉系统2、AOI检测平台3、料匣4、机台5、测针平台6、测针移动平台7、 夹爪一8、夹爪二9、联动轴一10、 联动轴二11、联动轴三12、联动轴四13、感应装置14、腔体15、料匣把手16、料盒17、放置片源装置18、信号计算装置一19、信号计算装置20、感应器一21、轨道22、无损清针装置23、显微镜24、积分球25、CCD相机视觉组件26、激光测距仪27、感应器二28、马达一29、转动轴30、轨道二31、马达二32、感应器三33、自动调针装置34、感应器四35、主动式寻边器36、感应器五37、感应器六38、大理石39、主检镜头40、主检相机41、复检相机42、复检镜头44、固定支架43、调焦镜头45、AOI移动平台46、皮带47 、马达一48、轨道一49、马达二50、载台51、轨道二52、定制光源53、光源54。
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。
实施例1、如图1-3所示，一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，包括晶圆机器手臂1，AOI检测视觉系统2、AOI检测平台3、料匣4、机台5、测针平台6、测针移动平台7；其中：料匣4固定在机台5的上下料放置区上，机台5上安装有晶圆机器手臂1、AOI检测视觉系统2、AOI检测平台3、测针平台6、测针移动平台7。
如图4所示，所述晶圆机器手臂1由夹爪一8、夹爪二9、联动轴一10、联动轴二11、联动轴三12、联动轴四13、感应装置14、腔体15构成，其中联动轴四13连接联动轴二11，联动轴三12连接联动轴一10，联动轴四13与联动轴三12装进腔体15内，感应装置14与联动轴一10和联动轴二11连接，联动轴一10的前端安装有夹爪二9，联动轴二11前端安装有夹爪一8。夹爪一8、夹爪二9通过各联动轴去抓取片源，互不影响，互相交替配合运转加快了工作效率；同时晶圆机器手臂1上设立感应装置14，用于在进行取放片前侦测料匣4内是否有叠片、斜片的状态。
如图5所示，所述料匣4由料匣把手16、料盒17、放置片源装置18构成，其中料匣把手16设置于料盒17上方，放置片源装置18安装于料盒17内。
如图7所示，所述AOI检测视觉系统2、AOI检测平台3组成AOI检测平台，包括大理石39、主检相机41、主检镜头40、复检相机42、复检镜头44、固定支架43、调焦镜头45、定制光源53、光源54；其中：大理石39固定于AOI检测平台3上，主检相机41固定于大理石39上，主检相机41下方安装有主检镜头40，主检镜头40与定制光源53连接，固定支架43上部安装有复检相机42，复检相机42与复检镜头44连接，固定支架43下部连接有调焦镜头45，调焦镜头45与光源54连接。AOI检测平台采用先进的定制光源53、高速高分辨率主检相机41、复检相机42，可以清楚的识别芯片的外观瑕疵，配置不同倍率的高解析度主检镜头40、复检镜头44，最小可检测1.5um左右的瑕疵尺寸；所述AOI检测视觉系统2以大理石39为骨架，稳固无振动，更利于高速采图。
如图5所示，所述测针平台6、测针移动平台7组成点测平台，包括信号计算装置一19、信号计算装置20、感应器一21、轨道22、无损清针装置23、显微镜24、积分球25、CCD相机视觉组件26，激光测距仪27，感应器二28，马达一29，转动轴30，轨道二31、马达二32、感应器三33、自动调针装置34、感应器四35、主动式寻边器36、感应器五37、感应器六38；其中：测针移动平台7左侧下方安装有马达一29，马达一29右侧与轨道二31连接，轨道二31上方设有转动轴30，轨道二31右侧连接有马达二32，转动轴30固定于轨道二31上，测针平台6左右两侧分别设置有信号计算装置一19、信号计算装置20，信号计算装置一19、信号计算装置20共同连接积分球25收集数据，显微镜24与积分球25连接，CCD相机视觉组件26下方连接有激光测距仪27，并固定于轨道22上，测针平台6左侧固定有感应器五37、感应器六38，感应器五37、感应器六38与感应器二28连接，测针平台6右侧固定有感应器一21、感应器四35，感应器一21、感应器四35与感应器三33连接，感应器四35与自动调针装置34连接，自动调针装置34与主动式寻边器36相连。点测平台通过激光测距仪27判定出Z方向位置，CCD相机视觉组件26自动调焦，实现精准的对位成像，再通过自动调针装置34对轴进行伺服控制补偿，最终实现了自动调针功能；配置了主动式寻边器36与自动调针装置34连接，用于控制针压稳定，方便快速调针，测针平台6装载有无损清针装置23，用于作业过程中实时清针，避免探针脏污影响，安全高效。
如图8所示，所述大理石39下方设置有AOI移动平台46，所述AOI移动平台46包括皮带47、马达一48、轨道一49、马达二50、载台51、轨道二52，其中：轨道二52一端安装有马达一48，轨道二52上安装有轨道一49，马达一48通过皮带47驱动轨道一49于轨道二52上移动，轨道一49一端安装有马达二50，轨道一49上安装有载台51，马达二50通过皮带47驱动载台51于轨道一49上移动，通过马达一48、马达二50驱动，实现载台51在X、Y方向的水平移动。
所述机台5的上下料放置区放置有5个以上料匣4，减少换料频率，避免频繁上下料。
所述料匣4采用环绕晶圆机器手臂1的方式摆放，可做到双边操作不停机。
所述料匣4可容纳25张片源，减少人工上料频次，人员可同时管理多个机器。
本发明具体工作原理如下：
本发明通过机器人把装好的料匣4放在机台5的上下料放置区上，夹爪一8夹取片源到AOI检测平台3，马达一48、马达二50让工作台进行移动，同时AOI检测视觉系统2通过定制光源53、高速高分辨率主检相机41、复检相机42、主检镜头40、复检镜头44进行拍照与识别芯片的外观瑕疵，检测完成后，夹爪一8夹取片源放置在点测平台，夹爪二9夹取另一片放置在AOI检测平台3进行拍照，放置在点测平台的片源在马达一29、马达二32作用下进行移动，点测平台上有装载有无损清针装置23、主动式寻边器36、自动调针装置34、激光测距仪27及CCD相机视觉组件26，通过激光测距仪27判定出Z方向位置，CCD相机视觉组件26自动调焦，通过这些自动装置实现自动对焦、自动调针、自动清洁顶针，点出的数据通过积分球25、输送信号计算装置一19、信号计算装置20收集到数据进行分析整理并传输出去，点测完成后，夹爪一8夹取片源放到料匣4，夹爪夹爪二9夹取AOI检出片源放到电测平台待点测，夹爪一8继续下一片操作，如此循环下去。
本发明利用晶圆机器手臂将AOI外观检测平台与光电性测试平台衔接起来，实现了两个平台之间的自动传送目的；另外点测平台增加CCD相机和激光测距仪实现精准的对位成像，再通过自动调针装置对XYZ轴进行伺服控制补偿，达到了自动调针的目的，减少了中间环节，提高了作业效率，节省了人力成本，同时减少了生产过程中的人员导致的异常情况。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，包括晶圆机器手臂（1），AOI检测视觉系统（2）、AOI检测平台（3）、料匣（4）、机台（5）、测针平台（6）、测针移动平台（7）；其特征在于：料匣（4）固定在机台（5）的上下料放置区上，机台（5）上安装有晶圆机器手臂（1）、AOI检测视觉系统（2）、AOI检测平台（3）、测针平台（6）、测针移动平台（7）；
所述晶圆机器手臂（1）由夹爪一（8）、夹爪二（9）、联动轴一（10）、联动轴二（11）、联动轴三（12）、联动轴四（13）、感应装置（14）、腔体（15）构成，联动轴四（13）连接联动轴二（11），联动轴三（12）连接联动轴一（10），联动轴四（13）与联动轴三（12）装进腔体（15）内，感应装置（14）与联动轴一（10）和联动轴二（11）连接，联动轴一（10）的前端安装有夹爪二（9），联动轴二（11）前端安装有夹爪一（8）；
所述料匣（4）由料匣把手（16）、料盒（17）、放置片源装置（18）构成，料匣把手（16）设置于料盒（17）上方，放置片源装置（18）安装于料盒（17）内。
2.根据权利要求1所述的一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，所述AOI检测视觉系统（2）、AOI检测平台（3）组成AOI检测平台，包括大理石（39）、主检相机（41）、主检镜头（40）、复检相机（42）、复检镜头（44）、固定支架（43）、调焦镜头（45）、定制光源（53）、光源（54）；其特征在于：大理石（39）固定于AOI检测平台（3）上，主检相机（41）固定于大理石（39）上，主检相机（41）下方安装有主检镜头（40），主检镜头（40）与定制光源（53）连接，固定支架（43）上部安装有复检相机（42），复检相机（42）与复检镜头（44）连接，固定支架（43）下部连接有调焦镜头（45），调焦镜头（45）与光源（54）连接。
3.根据权利要求1所述的一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，所述测针平台（6）、测针移动平台（7）组成点测平台，包括信号计算装置一（19）、信号计算装置（20）、感应器一（21）、轨道（22）、无损清针装置（23）、显微镜（24）、积分球（25）、CCD相机视觉组件（26），激光测距仪（27），感应器二（28），马达一（29），转动轴（30），轨道二（31）、马达二（32）、感应器三（33）、自动调针装置（34）、感应器四（35）、主动式寻边器（36）、感应器五（37）、感应器六（38）；其特征在于：测针移动平台（7）左侧下方安装有马达一（29），马达一（29）右侧与轨道二（31）连接，轨道二（31）上方设有转动轴（30），轨道二（31）右侧连接有马达二（32），转动轴（30）固定于轨道二（31）上，测针平台（6）左右两侧分别设置有信号计算装置一（19）、信号计算装置（20），信号计算装置一（19）、信号计算装置（20）共同连接积分球（25）收集数据，显微镜（24）与积分球（25）连接，CCD相机视觉组件（26）下方连接有激光测距仪（27），并固定于轨道（22）上，测针平台（6）左侧固定有感应器五（37）、感应器六（38），感应器五（37）、感应器六（38）与感应器二（28）连接，测针平台（6）右侧固定有感应器一（21）、感应器四（35），感应器一（21）、感应器四（35）与感应器三（33）连接，感应器四（35）与自动调针装置（34）连接，自动调针装置（34）与主动式寻边器（36）相连。
4.根据权利要求2所述的一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，其特征在于：所述大理石（39）下方设置有AOI移动平台（46）。
5.根据权利要求4所述的一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，所述AOI移动平台（46）包括皮带（47）、马达一（48）、轨道一（49）、马达二（50）、载台（51）、轨道二（52），其特征在于：轨道二（52）一端安装有马达一（48），轨道二（52）上安装有轨道一（49），马达一（48）通过皮带（47）驱动轨道一（49）于轨道二（52）上移动，轨道一（49）一端安装有马达二（50），轨道一（49）上安装有载台（51），马达二（50）通过皮带（47）驱动载台（51）于轨道一（49）上移动，通过马达一（48）、马达二（50）驱动，实现载台（51）在X、Y方向的水平移动。
6.根据权利要求1所述的一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，其特征在于：所述机台（5）的上下料放置区放置有5个以上料匣（4）。
7.根据权利要求1所述的一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，其特征在于：所述料匣（4）采用环绕晶圆机器手臂（1）的方式摆放，可做到双边操作不停机。
8.根据权利要求1所述的一种LED芯片光电性与外观一体化检测设备，其特征在于：所述料匣（4）可容纳25张片源。
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