缺陷電路小片揀出系統及其方法

2023-05-02 20:38:51 1

專利名稱：缺陷電路小片揀出系統及其方法
技術領域：
本發明涉及一種缺陷電路小片揀出系統及其方法，特別涉及一種利用線性拾放 (Pickand Place)機構，在設置晶片承載座以及儲存箱的整合平臺內進行拾放程序的缺陷 電路小片揀出系統及其方法。
背景技術：
電路小片封裝製程中，如果在晶片切割程序與電路小片分類程序之間利用自動化 光學檢查(Automated Optical Inspection ;AOI)設備檢查在晶片切割與分類程序之間造 成的缺陷電路小片或被汙染的電路小片，然後運用分類程序檢選出這些電路小片，可有效 地提升封裝製程的良率。 —般現有技術的AOI設備包含電路小片檢驗平臺與儲存箱(Bin)放置平臺。晶片 放置在電路小片檢驗平臺上進行檢驗，經檢驗後發現的缺陷電路小片則由擺臂機構將缺陷 電路小片從電路小片檢驗平臺拾放到儲存箱放置平臺上的儲存箱。 然而，現有技術的AOI設備中，電路小片拾放平臺與儲存箱放置平臺各具獨立的 驅動系統，要同時控制兩套驅動系統，在控制上較複雜且容易發生動作延遲的情況。而且， 容納這兩個可移動的平臺需要較大的空間。此外，使用擺臂機構進行電路小片的拾放，除了 需要較大的活動空間外，速度慢是其另一主要缺點。除以上所述的缺點外，將檢查出的缺陷 電路小片標示在晶片測試圖上，現仍以人工方式進行，這一做法不僅效率低，且容易導致錯 誤發生。 目前常規的AOI設備也無自動進出料的功能，而且其電路小片的拾放上無法使電 路小片依序排列整齊，所以在使用上仍屬不便。 綜合上述，由於現有技術的AOI設備佔據空間大、控制複雜、設備穩定性低、無自 動進出料功能以及拾放電路小片無法排列整齊等諸多缺失，而且仍需以手動方式更新晶片 測試圖上缺陷電路小片的位置，因此AOI設備的相關技術仍有待作進一步地改進。

發明內容
本發明的目的是提供在設置晶片承載座以及儲存箱的整合平臺內進行拾放程序 的缺陷電路小片揀出系統及其方法。 本發明實施例的缺陷電路小片揀出系統包含擴張環平臺和拾放裝置。所述擴張環 平臺包含承載座和鄰近所述承載座的平臺表面，所述承載座用以承載貼片晶片，所述平臺 表面用於設置儲存箱。所述拾放裝置以線性移動的方式在所述承載座與所述平臺表面之間 移動。 本發明另一實施例的缺陷電路小片揀出的方法包含下列步驟首先從貼片晶片， 取得缺陷檢查圖，其中所述貼片晶片放置在擴張環平臺上的承載座，所述擴張環平臺包含 鄰近所述承載座的平臺表面。然後，依據所述缺陷檢查圖，以線性移動的拾放裝置將所述貼 片晶片上的不良電路小片揀出到設置在所述平臺表面的儲存箱。



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1顯示本發明-2顯示本發明-3顯示本發明-
4顯示本發明-5顯示本發明-6顯示本發明-7顯示本發明-8顯示本發明-
-具體實施例的缺陷電路小片揀出系統的立體示意圖； -具體實施例的承載座的立體示意-具體實施例的光學感測裝置及其移動與調整機構的立體示意
-具體實施例的拾放裝置及其移動與調整機構的立體示意圖； -具體實施例的拾放裝置與頂針機構的立體示意圖； -具體實施例的進出料機構的立體示意圖； -具體實施例的系統控制框圖；以及 -具體實施例的拾放裝置的移動範圍示意圖。
具體實施例方式
圖1顯示本發明一具體實施例的缺陷電路小片揀出系統100的立體示意圖。缺陷 電路小片揀出系統100包含第二線性移動裝置102、設置在所述第二線性移動裝置102上 的擴張環平臺104、設置在所述擴張環平臺104的上方區域的第一線性移動裝置106、連接 在所述第一線性移動裝置106上的光學感測裝置108、連接在所述第一線性移動裝置106 上的拾放裝置110、頂針機構111、進料裝置113、出料裝置115、擺臂機構117以及用於缺陷 電路小片揀出系統100控制的控制裝置(未圖示)。擴張環平臺104通過所述第二線性移 動裝置102可在第一方向移動。所述擴張環平臺104包含用於承載貼片晶片109的承載座 112和鄰近所述承載座112的平臺表面114，而所述平臺表面114用於放置至少一個儲存箱 116。由於儲存箱116鄰近於承載座112而放置，縮短了從貼片晶片109到儲存箱116之間 的拾放電路小片行程，因此可提高缺陷電路小片揀出系統IOO拾放電路小片的速度，而且 承載座112與儲存箱116同被第二線性移動裝置102移動，與現有技術相比較，可大幅減少 缺陷電路小片揀出系統IOO所需的空間，簡化系統所需的控制並提高系統穩定性。貼片晶 片109是指切割後的晶片、用於晶片貼附的膠膜和晶片環等的組合。 第一線性移動裝置106驅動光學感測裝置108和拾放裝置110在第二方向上移 動，其中所述第二方向可與上述的第一方向垂直。在本案實施例中，第一線性移動裝置106 包含滑臺118、 120和線性電動機122。光學感測裝置108和拾放裝置110分別設置在滑臺 118、 120上，滑臺118、 120由線性電動機122驅動，而線性電動機122受支架124支撐，且位 於擴張環平臺104的上方區域。 本發明揭示的缺陷電路小片揀出系統100具自動化的進出料功能，不僅可提升進 出料的速度，還可加快貼片晶片109所需的對準時間。貼片晶片109以堆疊的方式放置於 進料裝置113，擺臂機構117依序將貼片晶片109放置在擴張平臺104上的承載座112上。 在檢查與揀出步驟完成後，擺臂機構117再將放置在承載座112上的貼片晶片109取出，放 置於出料裝置115。 圖2顯示本發明一具體實施例的承載座112的立體示意圖。參看圖1和圖2，貼片 晶片109外緣以晶片環126所環套，貼片晶片放置於承載座112時，其由至少一個固定夾持 件202和一活動挾持件204所固持。活動挾持件204以槓桿原理，利用氣壓缸206移動活動挾持件204上用以固持的挾持部208，使其脫離或貼緊晶片環126。擴張環平臺104可包 含轉角裝置(未圖示)，其用於補償放置於承載座112的貼片晶片的角度誤差。
圖3顯示本發明一具體實施例的光學感測裝置108及其移動與調整機構的立體示 意圖。參看圖1和圖3，光學感測裝置108置於線性電動機122旁且夾固於滑座302，滑座 302旁設有用以在垂直方向上可微幅移動所述滑座302的滑臺306的微調機構304。滑座 302固定於L型結構308的一端，而所述L型結構308的另一端則固定於線性電動機122所 驅動的滑臺118。滑臺118與位於其上的L型結構308之間可具有用以在上述第一方向上 進行微調的滑座310與微調機構312的組合，使光學感測裝置108在第一方向上被微調。光 學感測裝置108檢索用於表面缺陷檢查、補償貼片晶片109位置和角度誤差與提供計算電 路小片位置的圖像，其可包含電荷耦合組件型或互補金屬氧化物半導體型的圖像檢索傳感 器。 圖4顯示本發明一具體實施例的拾放裝置110及其移動與調整機構的立體示意 圖。拾放裝置110設於線性電動機122旁，並以支架402固定在滑臺120上。光學感測裝 置108與拾放裝置110使用相同的線性電動機122驅動，可節省使用空間並提高控制穩定 性，而它們之間可設定以軟體控制的防碰撞安全距離。 圖5顯示本發明一具體實施例的拾放裝置110與頂針機構111的立體示意圖。參 看圖l和圖5，頂針機構lll將位於膠膜上的電路小片，以頂針(未圖示)上頂的方式使其 部分脫離，以利於拾放裝置110取出，其位於承載座112的下方。頂針(未圖示)的上頂動 作包含以步進電動機(未圖示)致動。拾放裝置110包含吸嘴502和使吸嘴502上下移動 的電磁閥504，控制吸嘴502正負壓力和吸嘴502的上下位置，以完成電路小片的拾放動作。 再次參看圖1，由於貼片晶片109到儲存箱116之間的行程較短，以及使用速度較快的線性 電動機122驅動拾放裝置110，使本發明揭示的缺陷電路小片揀出系統100具有高產量的優 點。 圖6顯示本發明一具體實施例的進出料機構的立體示意圖。參看圖1和圖6，進料 裝置113和出料裝置115可容納多片堆疊的貼片晶片109，這樣可作連續的檢查以提高檢查 處理量。擺臂機構117依序將貼片晶片109放置在承載座112上，而進料裝置113利用如 出料裝置115的升降機構602以使擺臂機構117上的多個吸盤604接觸每一相疊的貼片晶 片109。擺臂機構117包含擺臂606、設置在所述擺臂606 —端的移動裝置610、設置在所 述移動裝置610上的吸盤裝置608以及用於轉動並設置在所述擺臂606另一端的轉動裝置 612。吸盤604通過所述移動裝置610，在進料裝置113與出料裝置115之間移動。
圖7顯示本發明一具體實施例的系統控制框圖。缺陷電路小片揀出系統100中另 包含計算裝置702，其用於控制第一線性移動裝置704、第二線性移動裝置706、光學感測裝 置708、拾放裝置710、頂針機構712、進料裝置714、出料裝置716和擺臂機構718等，使其 協調運作。上述受計算裝置702控制的機構或裝置還可各自具備驅動器。計算裝置702接 收從測試機臺傳來的晶片測試圖，在產生缺陷檢查圖後自動地將晶片測試圖與缺陷檢查圖 結合。之後，提供更新的晶片測試圖以供電路小片分類之用。 圖8顯示本發明一具體實施例的拾放裝置110的移動範圍802的示意圖。在本案 實施例中，第一線性移動裝置106以線性移動的方式移動拾放裝置IIO，使其能快速地拾放 電路小片。所述拾放裝置110在移動範圍802內移動，所述移動範圍802涵蓋承載座112、平臺表面114和兩者之間的區域在內，在一實施例中，所述移動範圍802可以是長為200毫 米而寬為150毫米的矩形範圍。缺陷電路小片揀出系統100可包含周期時間，所述周期時 間是指從缺陷電路小片從承載座112上的貼片晶片由拾放裝置110揀取開始，到拾放裝置 110將前述缺陷電路小片放置於儲存箱116後，移到下個缺陷電路小片所在之處為止的時 間。本案實施例中，拾放裝置110在所述移動範圍802內移動所需的周期時間小於O. 35秒。
本發明提供一種缺陷電路小片揀出的方法，所述方法首先利用擺臂機構將貼片晶 片從入料裝置移到承載座。其次，對貼片晶片進行定位和轉正。在貼片晶片放置承載座後， 利用光學感測裝置測量出電路小片的位置和角度的誤差。轉角裝置轉動貼片晶片以補償所 述角度誤差，而位置誤差則提供於拾放時的補償。然後，進行掃描以取得缺陷檢查圖。之後， 計算裝置依照缺陷檢查圖計算各電路小片的位置坐標，依據各電路小片的位置坐標驅動拾 放裝置，將缺陷電路小片檢選出。由於晶片貼片所用的膠膜是具有彈性、軟質的薄膜，經多 次頂取動作後會產生變形，因此導致電路小片位置的偏移。所以需要在多次頂取電路小片 的動作之間進行電路小片位置的補正。本實施例可以將貼片晶片的電路小片區分若干群 組，各群組設置一基準點，各群組完成揀出後就以光學感測裝置測量下一群組的基準點的 位移量，藉此補正所述群組內的電路小片位置坐標。由於電路小片拾放是所屬領域的技術 人員眾所周知的技術，其詳細步驟在此不作詳述。然後，計算裝置以缺陷檢查圖更新晶片測 試圖，並計算良率以供電路小片分類製程之用。最後，擺臂裝置將檢查過後的貼片晶片移送 到出料裝置。 本發明揭示的系統可應用於任何晶片製成品，然而發光二極體的應用是優選的。 利用本發明揭示的系統和方法，除可將晶片上有缺陷的電路小片加以剔除外，其還可依照 各電路小片測試後產生的儲存箱編號(Bin Codes)將電路小片分別拾放到系統內所設置的 不同儲存箱中。 本發明的技術內容和技術特點已揭示如上，然而所屬領域的技術人員仍可能基於 本發明的教示和揭示而作種種不脫離本發明精神的替換和修改。因此，本發明的保護範圍 應不限於實施例所揭示的內容，而應包括各種不脫離本發明的替換和修改，並為所附權利 要求書所涵蓋。
權利要求
一種缺陷電路小片揀出系統，其用於將貼片晶片上的電路小片拾放到儲存箱，其特徵在於所述缺陷電路小片揀出系統包含擴張環平臺，其包含承載座和鄰近所述承載座的平臺表面，所述承載座用以承載所述貼片晶片，所述平臺表面用於設置所述儲存箱；以及拾放裝置，其以線性移動的方式在所述承載座與所述平臺表面之間移動。
2. 根據權利要求1所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其進一步包含第一線性 移動裝置，其設置在所述擴張環平臺的上方區域，用於提供所述拾放裝置線性移動。
3. 根據權利要求2所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其中所述線性移動裝置 包含兩個滑臺和一線性電動機，所述線性電動機驅動所述滑臺移動，而所述拾放裝置連接 到所述滑臺中的一者。
4. 根據權利要求3所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其進一步包含用於提供 缺陷檢查圖的光學感測裝置，其連接於所述滑臺中的另一者。
5. 根據權利要求4所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其進一步包含計算裝 置，用於以所述缺陷檢查圖更新所述貼片晶片的晶片測試圖。
6. 根據權利要求4所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其中所述光學感測裝 置包含圖像檢索傳感器，所述圖像檢索傳感器為電荷耦合組件型或互補金屬氧化物半導體 型。
7. 根據權利要求2所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其進一步包含用於移動 所述擴張環平臺的第二線性移動裝置。
8. 根據權利要求7所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其中所述第一線性移動 裝置與所述第二線性移動裝置的移動方向彼此垂直。
9. 根據權利要求1所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其進一步包含設於所述 承載座下方的頂針機構，其使所述電路小片部分脫離其粘附的膠膜。
10. 根據權利要求1所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其進一步包含 進料裝置，用以容納即將進行檢查的貼片晶片； 出料裝置，用以容納檢查完畢的貼片晶片；以及擺臂機構，其包含擺臂、移動裝置和吸盤裝置，其中，所述吸盤裝置設置在所述移動裝 置上，使所述吸盤裝置在所述進料裝置與所述出料裝置之間移動，而所述擺臂使所述吸盤 裝置在承載座與進料裝置和出料裝置之間移動。
11. 根據權利要求io所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其中所述進料裝置與所述出料裝置包含用於堆疊所述貼片晶片的升降機構。
12. 根據權利要求1所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其中所述承載座進一 步包含至少一個固定夾持件和一活動夾持件，所述固定夾持件與所述活動夾持件用於固持 所述貼片晶片。
13. 根據權利要求1所述的缺陷電路小片揀出系統，其特徵在於其進一步包含周期時 間和移動範圍，所述移動範圍包含所述承載座、所述平臺表面和所述承載座與所述平臺表 面之間的區域，其中所述拾放裝置在所述移動範圍內移動所需的所述周期時間小於O. 35秒。
14. 一種缺陷電路小片揀出的方法，其特徵在於其包含下列步驟從貼片晶片取得缺陷檢查圖，其中所述貼片晶片放置於擴張環平臺上的承載座， 所述擴張環平臺包含鄰近所述承載座的平臺表面；以及依據所述缺陷檢查圖以線性移動的拾放裝置將所述貼片晶片上的不良電路小片揀出 到設置於所述平臺表面的儲存箱。
15. 根據權利要求14所述的方法，其特徵在於其進一步包含以所述缺陷檢查圖更新所 述貼片晶片中的晶片測試圖的步驟。
16. 根據權利要求14所述的方法，其特徵在於其進一步包含下列步驟 測量所述貼片晶片的角度誤差；以及補正所述角度誤差。
17. 根據權利要求14所述的方法，其特徵在於其中揀出所述貼片晶片上的不良電路小 片的步驟進一步包含計算所述貼片晶片上各電路小片的坐標位置的步驟。
18. 根據權利要求14所述的方法，其特徵在於其進一步包含下列步驟 測量所述貼片晶片上各電路小片群組的基準點坐標；以及 以所述基準點坐標，更新各所述電路小片群組中的各電路小片的坐標。
19. 根據權利要求14所述的方法，其特徵在於其中取得缺陷檢查圖的步驟包含以光學 感測裝置掃描所述貼片晶片。
20. 根據權利要求19所述的方法，其特徵在於其中所述光學感測裝置包含圖像檢索傳 感器，所述圖像檢索傳感器為電荷耦合組件型或互補金屬氧化物半導體型。
21. 根據權利要求14所述的方法，其特徵在於其進一步包含下列步驟 將進料裝置中待檢驗的貼片晶片堆疊依序移到所述承載座；以及 將檢驗後的貼片晶片依序堆疊於出料裝置。
全文摘要
本發明涉及一種缺陷電路小片揀出系統及其方法，包含擴張環平臺和拾放裝置。所述擴張環平臺包含承載座和鄰近所述承載座的平臺表面，所述承載座用以承載貼片晶片，所述平臺表面用於設置儲存箱。所述拾放裝置以線性移動的方式在所述承載座與所述平臺表面之間移動。
文檔編號H01L21/677GK101777508SQ200910000169
公開日2010年7月14日 申請日期2009年1月14日 優先權日2009年1月14日
發明者蔡政道, 陳德鈞, 黃建朝 申請人:政美儀器有限公司