芯片自动检测装置

技术领域

本发明涉及半导体芯片封装技术领域，具体地说是一种芯片自动检测装置。

背景技术

在半导体芯片封装技术领域，芯片会被贴在框架上，这个过程被称为固晶或者装片；将芯片上的节点与框架上的节点通过焊线连起来，这个过程被称为键合。对键合后的框架和芯片需要进行检测，查看是否有缺陷。常用的检测项目包括：芯片装片异常(贴歪、破损、漏贴、错贴等)、焊线焊接异常(焊歪、多线、少线、错线、断线等)。

传统的检测方法是通过人工上下料，而且对芯片是进行单面外观检测，主要是对芯片的一个外表面进行外观检测。这种检测方法存在一定的局限性，不能检测焊线和芯片之间的焊接质量，检测效率较低。

发明内容

本发明针对现有的芯片检测方法检测不全面、检测效率较低的问题，提供一种检测全面而且检测效率高的芯片自动检测装置。

本发明的技术方案如下：一种芯片自动检测装置，用于检测固定于框架上的芯片与焊线，该芯片自动检测装置包括推送料机构、承载部及检测部；其中：

推送料机构被配置为将储存在料盒中的待检测的框架夹住并搬运至承载部，以及将经检测后合格的框架推送回料盒；

承载部被配置为承载并固定待检测的框架；

检测部被配置为对承载在承载部上的框架上的芯片与焊线进行检测。

通过推送料机构输送待检测的以及经检测后合格的框架，提高了上下料效率；通过检测部对承载在承载部上的框架上的芯片与焊线进行全面检测，提高了检测效率。

可选地，推送料机构包括夹持组件及横移组件，夹持组件安装在横移组件上；夹持组件被配置为夹持或推顶框架，横移组件被配置为带动框架在料盒与承载部之间移动。

通过夹持组件夹持或推顶框架，通过横移组件带动框架在料盒与承载部之间移动，可实现框架的自动上下料，提高上下料效率。

可选地，夹持组件包括夹爪、夹爪气缸及压力感应组件，夹爪安装在夹爪气缸上，压力感应组件安装在夹爪气缸的安装板上；夹爪气缸带动夹爪开合，压力感应组件用于在夹爪将框架推回料盒时检测是否卡顿；

横移组件包括驱动电机、同步带机构及滑轨组件，夹爪气缸安装在同步带机构上并且滑动配合在滑轨组件上，驱动电机驱动同步带机构转动并带动夹持组件沿着滑轨组件移动。

夹持组件采用夹爪与夹爪气缸，横移组件采用驱动电机与同步带机构，结构简单，成本低，便于安装与调试。

可选地，承载部包括检测平台、第一平移组件、第二平移组件及压紧组件；

压紧组件安装于检测平台上，被配置压紧检测平台上的待检测框架；

检测平台安装在第一平移组件上，第一平移组件安装在第二平移组件上；

第一平移组件被配置为带动检测平台沿着第一方向移动，第二平移组件用于带动第一平移组件沿着垂直于第一方向的第二方向移动第一距离，第一距离为检测平台上待检测框架上的相邻两排芯片之间的间距。

通过第一平移组件与第二平移组件相配合，可任意调整检测平台在水平面上的位置，便于检测部能清晰地检测待检测框架；通过压紧组件可将待检测框架牢固地固定在检测平台上。

可选地，承载部为两个，两个承载部在各自的第二平移组件的带动下在第二方向上移动第二距离。

通过设置两个承载部，可循环上料，提高检测效率；两个承载部在各自的第二平移组件的带动下在第二方向上移动第二距离，可避免两个检测平台在第一方向上运动时发生碰撞。

可选地，检测部包括五个相机，四个相机被配置为分别朝向承载部上的框架与芯片之间相连的焊线进行检测，一个相机朝向承载部上的框架内的芯片的正面进行检测。

检测部采用五个相机，可对待检测框架进行五个方向全面的检测，避免漏检。

可选地，检测部还包括至少一个用于调整相机的相机调整组件，相机调整组件被配置为调整安装于相机调整组件上的相机的角度和/或位置；

相机调整组件包括俯仰调节电机、进退电机及升降电机，相机安装在俯仰调节电机上，俯仰调节电机安装在进退电机上，进退电机安装在升降电机上；升降电机用于调整相机的垂直位置，进退电机用于调整相机的水平位置，俯仰电机用于调整相机的俯仰角度。

通过相机调整组件可调节相机的位置，使相机对焦准确、拍照清晰，且图像大小合适。

可选地，芯片自动检测装置还包括上下料部，上下料部包括沿着垂直方向从下至上依次安装的上料部与下料部，上料部被配置为承载并输送装载待测框架的料盒，下料部被配置为承载并输送装载检测合格的框架的料盒；

上料部包括上料板、推块及推块气缸，推块气缸安装在上料板上，推块安装在推块气缸上并位于上料板的上方，推块气缸带动推块移动，将上料板上的料盒推至料盒上料位；

下料部包括电机及皮带，电机带动皮带转动，从料盒下料位接收装载有检测合格的框架的料盒。

通过将上料部与下料部集合成一体的上下料部，可充分利用垂直方向上的空间，缩小整个装置的体积；通过配置上下料部，可缩短上下料路径，提高上下料效率。

可选地，上下料部还包括宽度调节机构，宽度调节机构用于调节上下料部两块侧板间的间距，以适应不同尺寸的料盒的上下料。

通过宽度调节机构调整侧板间距，使上下料部可以适应不同尺寸的料盒，提高检测装置的适用范围。

可选地，上下料部还包括推料机构及至少一个搬运机构，搬运机构被配置为将料盒上料位处的料盒从上料部搬出并移动至框架上下料位，推料机构被配置为将待测的框架从框架上下料位的料盒中推出；

搬运机构还被配置为将位于框架上下料位处装载有检测完成的框架的料盒搬至下料部。

通过搬运机构将上料部的料盒搬运至上下料位，或者将上下料位处的料盒搬运回下料部，便于与推送料机构对接；通过推料机构将料盒内的框架推出，便于推送料机构夹住框架，提高工作效率。

可选地，搬运机构包括料盒平移部、料盒升降部及料盒夹持部，料盒夹持部安装在料盒升降部上，料盒升降部安装在料盒平移部上；料盒夹持部用于夹持料盒，料盒升降部用于带动料盒升降，料盒平移部用于带动料盒平移。

通过料盒夹持部夹持料盒，通过料盒平移部与料盒升降部调整料盒在空间的位置，结构简单，夹持可靠，可提高上下料效率。

可选地，料盒夹持部包括安装架、料盒托架、料盒限位块、夹块及夹块驱动件；料盒限位块安装在安装架面对料盒一侧的中部，料盒托架安装在安装架面对料盒一侧的下部，夹块安装在夹块驱动件上并位于料盒托架的上方；夹块驱动件带动夹块相对料盒托架移动，从而夹紧或者释放料盒。

通过料盒托架托住料盒的底部，通过夹块驱动件带动夹块来夹住料盒的顶部，通过料盒限位块来抵住料盒的侧面，可以稳固地夹持住料盒，不会产生晃动。

可选地，搬运机构为两个，两个搬运机构并排设置，两个搬运机构被配置为循环作业，在第一个搬运机构将料盒从框架上下料位搬运至下料部的过程中，第二个搬运机构将料盒从上料部搬运至框架上下料位。

通过两个搬运机构循环作业，可加快上下料进程，提高上下料效率。

可选地，芯片自动检测装置还包括NG下料部，NG下料部被配置为将经检测不合格的框架推送至NG料盒；

NG下料部包括NG推料组件及NG搬运机构，NG推料组件将不合格的框架推入NG料盒；

NG搬运机构包括NG料盒夹持部和NG料盒升降部，NG料盒夹持部被配置为夹持NG料盒，NG料盒升降部带动NG料盒夹持部升降。

通过配置NG下料部，可将不合格的框架收集到NG料盒，便于后续集中处理。

附图说明

图1为本发明的一种可选实施例的立体结构示意图。

图2为本发明检测的框架的立体结构示意图。

图3为储存图2所示的框架的料盒的立体结构示意图。

图4为本发明中的上下料部的立体结构示意图。

图5为图4另一视角的立体结构示意图。

图6为图4的主视图。

图7为本发明中的搬运机构的一种实施例的立体结构示意图。

图8为图7的左视图。

图9为图7所示搬运机构中的料盒夹持部的立体结构示意图。

图10为图9的左视图。

图11为本发明中的搬运机构的另一种实施例的立体结构示意图。

图12为图11的左视图。

图13为本发明中的推送料机构的立体结构示意图。

图14为图13的主视图。

图15为本发明中的承载部的立体结构示意图。

图16为本发明中的检测部的立体结构示意图。

图17为图16所示检测部中的相机调整组件的立体结构示意图。

图18为图17的主视图。

图19为本发明中的NG推料组件的立体结构示意图。

图20为图19的主视图。

图1～图20中，包括：

芯片自动检测装置1；

上下料部10、上料部11、上料板111、推块112、推块气缸113、下料部12、电机121、皮带122、宽度调节机构13、推料机构14、搬运机构15、料盒平移部151、料盒升降部152、料盒夹持部153、料盒托架161、料盒限位块162、夹块163、夹块驱动件164、安装架165；

推送料机构20、夹持组件21、夹爪211、夹爪气缸212、压力感应组件213、连接块214、横移组件22、驱动电机221、同步带机构222、滑轨组件223；

承载部30、检测平台31、第一平移组件32、第二平移组件33、压紧组件34；

检测部40、相机41、相机调整组件42、俯仰调节电机421、进退电机422、升降电机423；

NG下料部50、NG推料组件51、推块511、压力感应组件512、连接块513、同步带机构514、电机515、滑轨组件516、NG搬运机构52、NG料盒夹持部521、NG料盒升降部522；

框架100、料盒200、料槽201、NG料盒300。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明是一种芯片自动检测装置1，用于检测固定于框架100上的芯片与焊线。

图2所示是框架100的立体图。框架100上安装有芯片和焊线：芯片会被贴在框架100上，芯片上的节点与框架100上的节点通过焊线连起来。本发明具体用来检测芯片装片是否异常，以及焊线焊接是否异常。

框架100是存放于料盒200中。图3所示是料盒200的立体图。料盒200是分层的，料盒200的相对的两个侧板上布置有多个上下排列的水平料槽201，键合好的框架100的两侧边分别被塞入处于同一水平面的料槽201中。

再参见图1，该芯片自动检测装置1主要包括推送料机构20、承载部30及检测部40。可选地，该芯片自动检测装置1还包括上下料部10和NG下料部50。

其中：推送料机构20被配置为将储存在料盒200中的待检测的框架100夹住并搬运至承载部30，以及将经检测后合格的框架100推送回料盒200；

承载部30被配置为承载并固定待检测的框架100；

检测部40被配置为对承载在承载部30上的框架100上的芯片与焊线进行检测。

本发明通过推送料机构20输送待检测的以及经检测后合格的框架100，提高了上下料效率；通过检测部40对承载在承载部30上的框架100上的芯片与焊线进行全面检测，提高了检测效率。

为了进一步提高框架100的上下料效率，可在推送料机构20的前道安装上下料部10；为了将检测后不合格的框架100集中处理，可在检测部40的后道安装NG下料部50。

下面，对本发明芯片自动检测装置1的各个组成部分作详细的介绍。

如图4～图6所示，作为一种可选的实施方式，芯片自动检测装置1可以包括上下料部10。上下料部10包括沿着垂直方向从下至上依次安装的上料部11与下料部12，下层上料，上层下料。上料部11被配置为承载并输送装载待测框架100的料盒200，下料部12被配置为承载并输送装载检测合格的框架100的料盒200。

上料部11包括上料板111、推块112及推块气缸113。推块气缸113安装在上料板111上，推块112安装在推块气缸113上并位于上料板111的上方。具体地，上料板111通过支架架空安装在上下料部10的底板上方，推块气缸113安装在上料板111与底板之间，推块112穿过上料板111向下延伸并固定在推块气缸113的活动部件上，上料板111上开有沿着推块112移动方向的、供推块112通过的开槽。推块气缸113带动推块112移动，将上料板111上的料盒200推至料盒上料位。

下料部12包括电机121及皮带122，皮带122用来承载料盒200。电机121带动皮带122转动，从料盒下料位接收装载有检测合格的框架100的料盒200。

通过将上料部11与下料部12集合成一体的上下料部10，可充分利用垂直方向上的空间，缩小整个装置的体积；通过配置上下料部10，可缩短上下料路径，提高上下料效率。

在其中的一个实施例中，可选地，上下料部10还包括宽度调节机构13，宽度调节机构13用于调节上下料部10两块侧板间的间距，以适应不同尺寸的料盒200的上下料。如图6所示，左侧侧板安装在轴上，可以调节左右位置，并通过锁紧组件锁紧。

通过宽度调节机构13调整侧板间距，使上下料部10可以适应不同尺寸的料盒200，提高检测装置的适用范围。

如图1所示，可选地，上下料部10还包括推料机构14及至少一个搬运机构15，搬运机构15被配置为将料盒上料位处的料盒200从上料部11搬出并移动至框架上下料位，推料机构14被配置为将待测的框架100从框架上下料位的料盒200中推出；搬运机构15还被配置为将位于框架上下料位处装载有检测完成的框架100的料盒200搬至下料部12。

通过搬运机构15将上料部11的料盒200搬运至上下料位，或者将上下料位处的料盒200搬运回下料部12，便于与推送料机构20对接；通过推料机构14将料盒200内的框架100推出，便于推送料机构20夹住框架100，提高工作效率。

推料机构14可以采用现有技术中的任意一种结构，比如气缸、液压缸或者电动推杆等等。

如图7、图8所示，可选地，搬运机构15包括料盒平移部151、料盒升降部152及料盒夹持部153，料盒夹持部153安装在料盒升降部152上，料盒升降部152安装在料盒平移部151上。料盒夹持部153用于夹持料盒200，在料盒升降部152和料盒平移部151的带动下将料盒200搬运至上料位。料盒升降部152用于带动料盒200升降，料盒平移部151用于带动料盒200平移。料盒升降部152一般采用电机结合丝杆的结构，料盒平移部151常常采用电机与滑轨相结合的结构。

通过料盒夹持部153夹持料盒200，通过料盒平移部151与料盒升降部152调整料盒200在空间的位置，结构简单，夹持可靠，可提高上下料效率。

如图9、图10所示，可选地，料盒夹持部153包括安装架165、料盒托架161、料盒限位块162、夹块163及夹块驱动件164。

安装架165用于将料盒夹持部153安装在料盒升降部152的活动部件上。料盒限位块162安装在安装架165面对料盒200一侧的中部，料盒托架161安装在安装架165面对料盒200一侧的下部，夹块163安装在夹块驱动件164上并位于料盒托架161的上方；夹块驱动件164一般采用气缸。夹块驱动件164带动夹块163相对料盒托架161上下移动，从而夹紧或者释放料盒200。

通过料盒托架161托住料盒200的底部，通过夹块驱动件164带动夹块163来夹住料盒200的顶部，通过料盒限位块162来抵住料盒200的侧面，可以稳固地夹持住料盒200，不会产生晃动。

如图1所示，可选地，搬运机构15为两个。如图11、图12所示，两个搬运机构15结构相同，并排设置，两个搬运机构15通过两组料盒平移部151和料盒升降部152之间的配合，实现循环作业。在第一个搬运机构15将检测完成的料盒200从框架上下料位搬运至下料部12的过程中，第二个搬运机构15将料盒200从上料部11搬运至框架上下料位，进行检测，实现不等待，连续检测。

通过两个搬运机构15循环作业，可加快上下料进程，提高上下料效率。

如图13、图14所示，作为一种可选的实施方式，推送料机构20包括夹持组件21及横移组件22，夹持组件21安装在横移组件22上；夹持组件21被配置为夹持或推顶框架100，横移组件22被配置为带动框架100在料盒200与承载部30之间移动。

通过夹持组件21夹持或推顶框架100，通过横移组件22带动框架100在料盒200与承载部30之间移动，可实现框架100的自动上下料，提高上下料效率。

在该实施方式中，可选的，夹持组件21包括夹爪211、夹爪气缸212及压力感应组件213，夹爪211安装在夹爪气缸212上，压力感应组件213安装在夹爪气缸212的安装板上。

夹爪气缸212带动夹爪211开合，将框架100从料盒200中取出时夹爪211是夹住框架100前端的，将框架100从检测平台31上推回料盒200中时夹爪211是闭合的，夹爪211前端推着框架100的前端走。

压力感应组件213用于在夹爪211将框架100推回料盒200时检测是否卡顿。当将框架100推回料盒200中时，如果发生卡料的情况，压力感应组件213的感应片离开光电感应器，停止动作，机台报警。

可选地，横移组件22包括驱动电机221、同步带机构222及滑轨组件223，夹爪气缸212通过连接块214安装在同步带机构222上并且滑动配合在滑轨组件223上，驱动电机221驱动同步带机构222转动并带动夹持组件21沿着滑轨组件223移动。

夹持组件21采用夹爪211与夹爪气缸212，横移组件22采用驱动电机221与同步带机构222，结构简单，成本低，便于安装与调试。

如图15所示，可选地，承载部30包括检测平台31、第一平移组件32、第二平移组件33及压紧组件34。

压紧组件34安装于检测平台31上，被配置压紧检测平台31上的待检测框架100。压紧组件34通过气缸或者电磁铁带动压紧块将框架100压紧。

检测平台31通过安装架安装在第一平移组件32上，检测平台31能在安装架上调整安装位置。检测平台31的间距可以调节，以适应不同规格的框架100。第一平移组件32安装在第二平移组件33上。

第一平移组件32被配置为带动检测平台31沿着第一方向移动，第二平移组件33用于带动第一平移组件32沿着垂直于第一方向的第二方向移动第一距离，第一距离为检测平台31上待检测框架100上的相邻两排芯片之间的间距。

通过第一平移组件32与第二平移组件33相配合，可任意调整检测平台31在水平面上的位置，便于检测部40能清晰地检测待检测框架100；通过压紧组件34可将待检测框架100牢固地固定在检测平台31上。

可选地，承载部30为两个，两个承载部30在各自的第二平移组件33的带动下在第二方向上移动第二距离。

通过设置两个承载部30，可循环上料，提高检测效率；两个承载部30在各自的第二平移组件33的带动下在第二方向上移动第二距离，可避免两个检测平台31在第一方向上运动时发生碰撞。

如图16所示，可选地，检测部40包括五个相机41，四个相机41被配置为分别朝向承载部30上的框架100与芯片之间相连的焊线进行检测，一个相机41朝向承载部30上的框架100内的芯片的正面进行检测。

检测部40采用五个相机41，可对待检测框架100进行五个方向全面的检测，避免漏检。

可选地，检测部40还包括至少一个用于调整相机41的相机调整组件42，相机调整组件42被配置为调整安装于相机调整组件42上的相机41的角度和/或位置。本实施例中，除了垂直向下的相机41外，其余四个相机均配备有相机调整组件42。

如图17、图18所示，在其中的一个实施例中，相机调整组件42包括俯仰调节电机421、进退电机422及升降电机423，相机41安装在俯仰调节电机421上，俯仰调节电机421安装在进退电机422上，进退电机422安装在升降电机423上。通过三个电机配合实现位置调整，升降电机423用于调整相机41的垂直位置，进退电机422用于调整相机41的水平位置，俯仰电机121用于调整相机41的俯仰角度。

通过相机调整组件42可调节相机41的位置，使相机41对焦准确、拍照清晰，且图像大小合适。

可选地，垂直向下的相机41可以配置升降电机423，而不需要配置俯仰调节电机421和进退电机422，只需要实现相机41的升降。

如图1所示，可选地，芯片自动检测装置1还包括NG下料部50，NG下料部50被配置为将经检测不合格的框架100推送至NG料盒300。

NG下料部50包括NG推料组件51及NG搬运机构52，NG推料组件51将不合格的框架100推入NG料盒300。

如图19、图20所示，可选地，NG推料组件51包括推块511、压力感应组件512、连接块513、同步带机构514、电机515、滑轨组件516。

推块511通过连接块513安装在同步带机构514上并且滑动配合在滑轨组件516上，电机515驱动同步带机构514转动并带动推块511沿着滑轨组件516移动。压力感应组件512安装在推块511上，压力感应组件512用于在推块511将框架100推到NG料盒300时检测是否卡顿。如果发生卡料的情况，压力感应组件512的感应片离开光电感应器，停止动作，机台报警。

如图1所示，NG搬运机构52包括NG料盒夹持部521和NG料盒升降部522，NG料盒夹持部521被配置为夹持NG料盒300，NG料盒升降部522带动NG料盒夹持部521升降。

通过配置NG下料部50，可将不合格的框架100收集到NG料盒300，便于后续集中处理。

如图1所示，本发明的动作流程如下：

1、上下料部10先将装满框架100的料盒200输送至预定位置，搬运机构15将料盒200从上下料部10上搬出，移动至上料位；

2、推料机构14将料盒200内的框架100推出一段距离，比如5cm；

3、推送料机构20将框架100夹持住，拉至承载部30的检测平台31上，承载部30将框架100固定；

4、承载部30运动至检测部40的下方，检测部40对框架100上的芯片和焊线一个个进行检测；

5、合格的框架100由承载部30输送至OK下料位(原上料位)，通过推送料机构20推回原料盒200中；NG的框架100由承载部30输送至NG下料位，通过NG下料部50推入NG料盒300中；

或者，NG的框架100都放在原料盒200中，记录下来，由后道人工取出。

上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。