一种多功能硅基液晶芯片在线检测系统及方法

技术领域

本发明涉及硅基液晶芯片生产技术领域，具体涉及一种多功能硅基液晶芯片在线检测系统及方法。

背景技术

硅基液晶芯片(LCoS)目前生产地主要在国外，国内仅有几条晶圆的封装产线和一些实验样线，生产良率均较低，检测手段也较缺乏，当面对不同客户需求时，检测效率低下，检测十分匮乏，难以满足日益增长的硅基液晶芯片生产需求。当前硅基液晶芯片生产线检测工序主要在晶圆来料检测，晶圆封装完成后的样品单片检测，客户需求的多样和复杂性导致生产线上都没有多功能地、便捷地、高效的在线实时检测系统，对仅有的几条晶圆的封装产线产能和良率更是造成不小的损失。

鉴于此，急需研究一种多功能硅基液晶芯片在线检测系统及方法，集成度高、操作简单，可以很容易集成到各个硅基液晶芯片生产线上，并及时将产品品质信息反馈到生产前端和后端，大大提升检测效率及准确率，减少残次品的产生，降低生产厂家的成本，提升行业竞争力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种多功能硅基液晶芯片在线检测系统及方法，可以实现硅基液晶芯片的一站式功能及初步良率在线检测，满足各类客户的不同检测需求。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明提供了一种多功能硅基液晶芯片在线检测系统，包括控制模块、检测模块、判定模块、输出模块；

所述控制模块分别与所述检测模块、判定模块、输出模块电性连接，用于控制所述检测模块、判定模块、输出模块的工作；

所述检测模块用于晶圆的来料检测和封装后cell的外观检测、画质检测及定点位置微观检测；

所述判定模块接收所述检测模块的检测结果，并与合格标准进行比较，判断在检产品是否合格并记录判定结果；

所述输出模块接收在检产品的检测结果及对应的判定结果，并将接收的信息分类反馈给生产线前端和生产线后端。

进一步地，还包括存储CST、Robot、检测工作台、温度控制单位；

所述存储CST作为产品的存储中转buffer，用于产品的中转和短暂存储；所述Robot用于产品的拿取和转移；所述检测工作台用于调整和固定产品的位置和角度；所述温度控制单元设置于所述检测工作台内，用于调节在检产品的检测温度；

所述存储CST、Robot、检测工作台、温度控制单位分别通过所述控制模块控制其工作。

进一步地，所述检测模块包括光源系统和CCD相机；

所述光源系统用于提供在检晶产品的检测光源，所述CCD相机具有在线自动变焦摄像功能，用于宏观和微观检测。

进一步地，所述检测模块还包括机器视觉系统、视觉检测系统、视觉定位系统，字符识别检测系统、传感器、视觉软件、图像处理系统，用于实现灰度拉伸、亮度均匀化、定位、轮廓匹配、几何变换、极坐标转换、机械手控制、轮廓缺陷对比、智能尺寸测量、特征提取判断、颜色测量的功能。

进一步地，所述判定模块的工作模式包括手动判定模式和自动判定模式；

当工作模式为自动判定模式时，提前编辑输入合格标准，实现在检产品的自动在线判定；

所述判定模块还用于将判定信息与在检产品的ID信息绑定。

进一步地，所述存储CST为多层结构，各层之间设置有Sensor，用于判断该层是否有产品；每层上均匀布置有若干支撑Pin，采用软质硅胶材料，保护产品不被划伤；所述存储CST的内部装有离子bar，用于消除静电。

进一步地，所述Robot包括2个手臂，每个手臂上都均布若干真空吸附Pin以防产品在拿取和转移的过程中掉落。

进一步地，所述检测工作台面上均布若干吸附孔，吸附孔内有上下可自由控制的支撑Pin，支撑Pin升起后用于接收由所述Robot传送过来的产品，接收完成后，支撑Pin下降，产品缓慢落至台面上；

所述检测工作台上还设有定位连杆，用于校准产品的位置；所述定位连杆和吸附孔共同作用将产品固定在所述检测工作台上，所述检测工作台还用于实现产品的前后移动或者上下翻转，调整产品的检测角度。

进一步地，所述定位连杆的尺寸可根据产品的尺寸调节，采用四点夹持结构夹住产品，实现校准产品位置的同时保护产品不掉落。

本发明还提供一种采用如上所述的多功能硅基液晶芯片在线检测系统的检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：所述控制模块控制产品被放在检测工作台上；

步骤S2：所述检测模块对产品按照检测标准进行检测；

步骤S3：所述判定单元接收检测结果，并与合格标准进行比较，判断产品是否合格并记录判定结果；

步骤S4：所述输出模块接收产品的检测结果及对应的判定结果，将属于制程相关的判定信息反馈前端生产线，用于调整生产方案；将属于产品品类相关的判定信息反馈后端生产线，用于根据品质划分产品等级。

本发明的多功能硅基液晶芯片在线检测系统及方法，可以集成到现有硅基液晶芯片生产线中，实现在线实时检测；适用于各个尺寸的硅基液晶芯片的检测；包括温度控制单位，可以调节检测温度即为实际使用温度，检测结果更加准确；检测模块可通过调整满足客户的各种检测要求或标准，检测功能强大；能及时将产品品质信息反馈到生产前端和后端，大大提升检测效率及准确率，减少残次品的产生，降低生产厂家的成本，提升行业竞争力。

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。

图1是本发明的多功能硅基液晶芯片在线检测系统的结构关系示意图；

图2是一实施例的多功能硅基液晶芯片在线检测系统的结构关系示意图；

图3是存储CST的结构示意图；

图4是Robot的结构示意图；

图5是检测工作台的俯视结构示意图及定位连杆的结构示意图；

图6是检测模块的结构示意图；

图7是常温、高温(65℃)检测现象图片展示；

图8是光源系统不同功能对应的检测现象图片展示。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

如图1所示，为本发明的多功能硅基液晶芯片在线检测系统的结构关系示意图，包括控制模块、检测模块、判定模块、输出模块；

所述控制模块分别与所述检测模块、判定模块、输出模块电性连接，用于控制所述检测模块、判定模块、输出模块的工作；

所述检测模块用于晶圆的来料检测和封装后cell的外观检测、画质检测及定点位置微观检测；

所述判定模块接收所述检测模块的检测结果，并与合格标准进行比较，判断在检产品是否合格并记录判定结果；

所述输出模块接收在检产品的检测结果及对应的判定结果，并将接收的信息分类反馈给生产线前端和生产线后端。

如图2所示，是一实施例的多功能硅基液晶芯片在线检测系统的结构关系示意图，还包括存储CST、Robot、检测工作台、温度控制单位。

如图3所示，为存储CST的结构示意图，存储CST作为产品的存储中转buffer，作为前段工序与后段检测工序的中转Buffer，用于产品的中转和短暂存储。存储CST为多层结构，各层之间设置有Sensor，用于判断该层是否有产品；每层上均匀布置有若干支撑Pin，采用软质硅胶材料，保护产品不被划伤；存储CST的内部装有离子bar，用于消除静电。

如图4所示，为Robot的结构示意图，Robot用于产品的拿取和转移，Robot包括上下2个手臂，一取一放从而提升传输效率，每个手臂上都均布若干真空吸附Pin，在夹取产品后会自动吸附，以防产品在拿取和转移的过程中掉落损伤。在一些优选实施例中，Robot上还可以加装一支自由移动的单只手臂，前端为真空吸盘，可用于单颗Cell的夹取与转移。

如图5所示，为检测工作台的俯视结构示意图，检测工作台为检测的工作台面，检测工作台面上均布若干吸附孔，吸附孔内有上下可自由控制的支撑Pin，支撑Pin升起后用于接收由所述Robot传送过来的产品，接收完成后，支撑Pin下降，产品缓慢落至台面上。检测工作台上还设有定位连杆，用于校准产品的位置，定位连杆和吸附孔共同作用将产品固定在检测工作台上，检测工作台可以根据检测需求进行前后移动或者上下翻转，配合检测模块的多角度检测需求。其中，定位连杆的尺寸可根据产品的尺寸进行调节，采用四点夹持结构夹住产品，兼容了现有晶圆的所有尺寸，能够匹配8寸晶圆、12寸晶圆、以及单个Cell加工生产线在线检测配套需求。有了定位连杆就可以保证产品在检测工作台上的位置准确，同时可以夹住产品，在检测工作台移动时起到保护作用。产品传输至检测工作台的过程如下：产品进入检测工作台前，支撑Pin升起，Robot将产品送入，支撑Pin下降，定位连杆作用，产品到达指定位置后，吸附孔开始抽真空，将产品固定到检测工作台上，准备下一步检测。

在一些优选实施例中，还包括温度控制单元，温度控制单元设置于所述检测工作台内，用于调节在检产品的检测温度，例如从低温0℃→高温65℃可根据检测需求进行设定，在检测工作台的上方还可同步设有温度传感Sensor，可以实时测量和控制温度。不使用时可将温度控制单元的温控功能关闭，检测工作台的温度参考作业环境中的室温。例如：客户要求产品在高温65℃下正常工作，为了满足这一点，需要在硅基面板液晶灌注时进行少量灌注，从而高温时液晶膨胀，达到需求的盒厚；那么生产过程中就需要常温和高温两个检测状态。如图7所示，常温时，液晶灌注不足，面板受自身重力和大气压作用，可见中间行程明显的牛顿环；高温时可见硅基液晶面板表面均一，满足客户需求，温度控制单元就能实现上述常温和高温两种检测状态，便于生产技术人员第一时间能够进行现象确认和生产方案调整。

如图6所示，检测模块包括光源系统和CCD相机，光源系统用于提供在检晶产品的检测光源，CCD相机具有在线自动变焦摄像功能，用于宏观和微观检测。光源系统可提供从紫外光、可见光，到近红外的检测光源。光斑尺寸从点光源、线光源、面光源，还可以配备扩束、准直系统，能够实现点/线光源的放大和准直功能。配备偏振片，能够将光源输出的光从非偏振态转变为线偏振光。如图8所示，光源系统对不同波段的复合光及单一波长的光均能提供，且从点光源到线光源，线光源到面光源均支持，除此之外还支持点、线、面光源的扩束、准直以及偏振态转化，从而达到特定条件下能检测出硅基液晶产品表面是否存在缺陷或者完好的目的。CCD相机可分为2种工作模式，单颗摄像头的手动检测以及多颗摄像头的自动检测，每个CCD相机均能够实现在线自动变焦摄像，从而达到宏观和和微观检测目的。光源系统和CCD相机各部位均配备有机械传动结构，能实现位置和角度的自由变换，再配合机器视觉系统、视觉检测系统、视觉定位系统，字符识别检测系统、传感器、视觉软件、图像处理系统能够实现如下功能：灰度拉伸、亮度均匀化、定位、轮廓匹配、几何变换、极坐标转换、机械手控制、轮廓缺陷对比、智能尺寸测量、特征提取判断、颜色测量等功能。光源系统和检测工作台的功能相结合，能够实现产品的在线多功能检测需求。

判定模块的工作模式包括手动判定模式和自动判定模式。当工作模式为自动判定模式时，提前编辑输入合格标准，实现在检产品的自动在线判定。所述判定模块还用于将判定信息与在检产品的ID信息绑定。输出模块接收在检产品的检测结果及对应的判定结果，并将接收的信息分类反馈给生产线前端和生产线后端，将属于制程相关的信息第一时间反馈到前端，便于技术人员作出相应的判定和生产方案调整，避免不良问题大批量爆发；将属于产品品类的信息反馈到后端的出货信息，目的是告诉后端，根据产品品质等级进行分类打包，实现良品与次品的分类打包，精准出货，防止不良流入后端，对生产和公司名誉造成伤害，减少二次作业造成的品质损伤和良率损失。

本发明还提供一种采用如上所述的多功能硅基液晶芯片在线检测系统的检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：所述控制模块控制产品被放在检测工作台上；

步骤S2：所述检测模块对产品按照检测标准进行检测；

步骤S3：所述判定单元接收检测结果，并与合格标准进行比较，判断产品是否合格并记录判定结果；

步骤S4：所述输出模块接收产品的检测结果及对应的判定结果，将属于制程相关的判定信息反馈前端生产线，用于调整生产方案；将属于产品品类相关的判定信息反馈后端生产线，用于根据品质划分产品等级。

本发明的多功能硅基液晶芯片在线检测系统及方法，可以集成到现有硅基液晶芯片生产线中，实现在线实时检测；适用于各个尺寸的硅基液晶芯片的检测；包括温度控制单位，可以调节检测温度即为实际使用温度，检测结果更加准确；检测模块可通过调整满足客户的各种检测要求或标准，检测功能强大；能及时将产品品质信息反馈到生产前端和后端，大大提升检测效率及准确率，减少残次品的产生，降低生产厂家的成本，提升行业竞争力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。