一種集成電路芯片測試分選裝置的制作方法

文檔序號:18204591發布日期:2019-07-17 06:25
一種集成電路芯片測試分選裝置的制作方法

本實用新型涉及集成電路芯片測試技術領域,具體涉及一種集成電路芯片測試分選裝置。



背景技術:

測試分選技術一直是IC領域內的熱門技術,它是IC測試封裝領域不可缺少的一道工序。而實用新型封裝形式集成電路的測試分選技術更是其中走在科技前沿的關鍵技術。全自動轉塔式測試系統主要用于QFN、CSP、SOIC等實用新型封裝形式電路的測試分選,該分選設備具有自動上料、傳輸、精確旋轉及定位、外觀的圖像檢測、編帶及自動下料等功能。現有的全自動轉塔式測試系統結構復雜,測試效率低。



技術實現要素:

本實用新型提供一種集成電路芯片測試分選裝置,通過本裝置可以完成集成電路芯片的全自動搬運、電能測試、編帶及分選,該裝置結構簡單,制造成本低,測試效率高。

本實用新型采用的技術方案是:

一種集成電路芯片測試分選裝置,包括測試分選平臺,所述測試分選平臺的中心部設有轉塔系統,圍繞轉塔系統設有若干功能工位,所述功能工位沿平臺徑向設置,各功能工位上依次安裝有自動上料系統、定位系統、Mark檢測系統、方向校正系統、測試系統、3D檢測系統、編帶系統及排料系統;所述轉塔系統包括轉臺及固定臺,固定臺與轉臺平行且位于轉臺的上方,轉臺由直驅伺服主電機驅動在水平面內轉動,轉臺上豎直設有若干真空吸筆,真空吸筆位于各系統的上方且與各功能工位一一對應;固定臺上設有若干獨立下壓機構,獨立下壓機構分別與上料系統、定位系統、Mark檢測系統、方向校正系統、測試系統、3D檢測系統、編帶系統一一對應;獨立下壓機構驅動真空吸筆下壓吸附芯片,直驅伺服主電機每轉動一格,真空吸筆吸附芯片從一個功能工位到達另一個功能工位。

進一步地,所述測試分選裝置還包括溢料系統,溢料系統用于排料系統出現故障時,收集廢料。

進一步地,所述測試系統設有兩個。電能測試時間較長,設置兩個測試系統提高工作效率。

進一步地,所述自動上料系統包括壓電陶瓷本體、振動盤、直振軌道及第一位置檢測傳感器;壓電陶瓷本體設有圓筒狀內腔,振動盤設置在圓筒狀內腔中,振動盤筒壁上設有從底到頂的螺旋形料道,直振軌道設于壓電陶瓷本體的頂部,其一端與螺旋形料道的出口連通,另一端與轉塔系統連接,直振導軌的出口設有第一位置檢測傳感器。

進一步地,所述獨立下壓機構包括凸輪、下壓桿及下壓伺服電機;下壓伺服電機豎直安裝在固定臺上,其電機輸出軸穿過固定臺向下延伸,凸輪套裝在下壓伺服電機的輸出軸上,下壓桿通過凸輪與下壓伺服電機的輸出軸傳動連接,凸輪將下壓伺服電機的旋轉運動轉換為下壓桿的直線運動;下壓伺服電機驅動下壓桿動作,下壓桿帶動真空吸筆下壓。

進一步地,所述Mark檢測系統包括翻轉導模、真空倉、連桿、復位彈簧、伺服電機、傳動凸輪、視覺相機及固定座;固定座包括水平設置的底座及設置在底座兩端的第一、第二豎直安裝座;伺服電機固定安裝在第一豎直安裝座的上端,其輸出軸向下豎直延伸與傳動凸輪固定連接;連桿呈L形,由一個長邊及一個短邊構成;連桿長邊水平設置,其一端通過第一轉軸與傳動凸輪連接,另一端通過第二轉軸可轉動地安裝在第二豎直安裝座內;連桿的短邊翻轉向上,其端部設有翻轉導模,翻轉導模的底部設有真空倉;伺服電機驅動傳動凸輪轉動,傳動凸輪通過第一轉軸帶動連桿繞第二轉軸在豎直面內轉動;視覺相機固定安裝在第一豎直安裝座的頂部,其攝像頭朝向翻轉導模。

進一步地,所述編帶系統包括安裝座及安裝在安裝座上的載帶裝置、熱封裝置及收料裝置;載帶裝置提供熱封用載帶,熱封裝置設有熱封座,熱封座下壓將集成電路芯片封進一格載帶,收料裝置收集編帶后的芯片;熱封裝置上設有溫控器,用于檢測及控制熱封溫度。

進一步地,所述排料系統包括排料收料盒,排料收料盒上設有吹氣接口,吹氣接口通過管道及電磁閥與系統外的空壓機連接。

本裝置的工作方法是:集成電路芯片經自動上料系統振動出料后,位于自動上料系統上方的真空吸筆將芯片取出,直驅伺服主電機轉動一格,真空吸筆吸附芯片移動至定位系統上方,定位系統將芯片定位于真空吸筆的中心位置;定位完成后,直驅伺服主電機轉動一格,芯片進入Mark檢測系統完成芯片表面Mark檢測及方向判斷;Mark檢測完成后,直驅伺服主電機轉動一格,芯片進入方向校正系統將芯片旋轉到指定角度;方向校正完成后,直驅伺服主電機轉動一格,芯片進入測試系統完成芯片電性能測試;測試完成后,直驅伺服主電機轉動一格,芯片進入3D檢測系統完成器件的引腳瑕疵檢測;3D檢測完成后,直驅伺服主電機轉動一格,當測試集成電路為良品時,進入編帶系統完成集成電路包裝,當測試集成電路為不良品時,直驅伺服主電機轉動一格,不良芯片進入排料系統,完成集成電路芯片的散裝收集。

本實用新型的有益效果:

1、本裝置通過設置中心轉臺及徑向分布在轉臺周圍的各個測試系統,將各項測試為良品的芯片編帶,不良品芯片散裝收集,實現電路芯片的測試及分選,該裝置結構簡單緊湊、工作效率高。

2、本裝置通過獨立下壓機構與真空吸筆的配合取放芯片,定位準確,可靠性高,且在取放過程中不會對芯片產生損害,影響芯片質量。

3、本裝置通過振動上料,定位系統定位,方向校正系統校正方向后進行測試,測試精度高。

附圖說明

圖1是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的結構示意圖,圖1(a)是立體裝配圖一,圖1(b)是立體裝配圖二,圖1(c)是圖1(a)的俯視圖。

圖2是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的轉塔系統的結構示意圖。

圖3是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的自動上料系統的結構示意圖。

圖4是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的定位系統的結構示意圖。

圖5是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的Mark檢測系統的結構示意圖。

圖6是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的方向校正系統的結構示意圖。

圖7是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的測試系統的結構示意圖。

圖8是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的3D檢測系統的結構示意圖。

圖9是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的編帶系統的結構示意圖。

圖10是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的排料系統的結構示意圖。

圖11是示出第一實施方式的集成電路芯片測試分選裝置的溢料系統的結構示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖及一種優選的實施方式對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述。

實施方式1

參閱圖1,集成電路芯片測試分選裝置包括測試分選平臺11,及設置在測試分選平臺11上的自動上料系統1、定位系統2、Mark檢測系統3、方向校正系統4、測試系統5、3D檢測系統6、編帶系統7、排料系統8、溢料系統9及轉塔系統10。轉塔系統10設于測試分選平臺11的中心部。圍繞轉塔系統10的測試分選平臺11的外緣上呈放射狀均勻設有第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十功能工位。上料系統1、定位系統2、Mark檢測系統3、方向校正系統4、第一測試系統5、第二測試系統5、3D檢測系統6、編帶系統7、排料系統8及溢料系統9,一一對應安裝在第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十功能工位上。

參閱圖2,轉塔系統10包括直驅伺服主電機10.1、真空吸筆10.2、獨立下壓機構10.3、轉臺、固定臺及真空倉10.5。固定臺與轉臺平行設置,固定臺位于轉臺的上方。直驅伺服主電機10.1通過底座固定安裝在測試分選平臺的中心部,其輸出端豎直向上延伸。轉臺固定安裝在直驅伺服主電機10.1的輸出端,其上豎直設有若干真空吸筆10.2,真空吸筆的吸附頭朝下。在本實施例中,共設有10只真空吸筆,真空吸筆沿轉臺周向均勻分布,與各個功能工位上的各系統一一對應。直驅伺服主電機10.1帶動轉臺在水平面內轉動,每轉動一格,即36°,真空吸筆從一個測試工位到達另一個測試工位,芯片從一個系統到達另一個系統。固定臺通過支架與直驅伺服主電機10.1固定連接,固定臺上設有若干獨立下壓機構10.3。在本實施例中,共設有8個獨立下壓機構,分別與上料系統1、定位系統2、Mark檢測系統3、方向校正系統4、第一測試系統5、第二測試系統5、3D檢測系統6、編帶系統7一一對應。真空倉10.5設于轉臺與固定臺之間,真空倉與真空吸筆連通,為真空吸筆提供真空抽吸力。獨立下壓機構10.3包括凸輪、下壓桿及下壓伺服電機10.4,下壓伺服電機10.4豎直安裝在固定臺上,其電機輸出軸穿過固定臺向下延伸,凸輪套裝在下壓伺服電機10.4的輸出軸上,下壓桿通過凸輪與下壓伺服電機10.4的輸出軸傳動連接,凸輪將下壓伺服電機10.4的旋轉運動轉換為下壓桿的直線運動。下壓伺服電機10.4驅動下壓桿動作,下壓桿帶動真空吸筆10.2下壓。真空吸筆10.2及下壓桿上均設有復位彈簧,復位彈簧用于真空吸筆10.2及下壓桿的自動復位。獨立下壓機構10.3上設有復位檢測傳感器,用于檢測下壓伺服電機10.4復位。

參閱圖3,自動上料系統1包括壓電陶瓷本體1.1、振動盤1.2、直振軌道1.3及第一位置檢測傳感器1.4。壓電陶瓷本體1.1固定安裝在第一功能工位的后端,設有圓筒狀內腔,振動盤1.2設置在圓筒狀內腔中,振動盤筒壁上設有從底到頂的螺旋形料道,直振軌道1.3設于壓電陶瓷本體1.1的頂部其一端與螺旋形料道的出口連接,另一端延伸向前與轉塔系統連接,直振導軌的出口設有第一位置檢測傳感器1.4。散放在振動料盤內的集成電路芯片在振動盤的振動作用下,沿著上料軌道形成連續、整齊的排列,并做勻速運動,最終到達振動盤出口進入直振軌道1.3,經直振軌道1.3進入轉塔系統10,第一位置檢測傳感器1.4檢測有芯片到位后,獨立下壓機構10.3下壓,真空吸筆將到位集成電路芯片取出;獨立下壓機構復位檢測傳感器檢測到獨立下壓機構復位后,發送信號給控制器,控制器控制直驅伺服主電機10.1轉動進行下一個工位的操作。

參閱圖4,定位系統2包括定位導模2.1及設置在定位導模2.1上的第二位置檢測傳感器2.2。定位系統2通過定位導模2.1安裝在第二功能工位上,定位導模2.1上設有定位塊,定位塊用于將芯片定位在真空吸筆的中心位置。自動上料系統完成后,直驅伺服主電機10.1轉一格,集成電路芯片到達定位系統2的上方,第二位置檢測傳感器2.2檢測到芯片定位后,伺服電機10.4驅動獨立下壓機構10.3動作,下壓桿將電路芯片壓入2.1定位導模,完成芯片定位;定位完成后,獨立下壓機構復位檢測傳感器檢測到獨立下壓機構復位后,發送信號給控制器,控制器控制直驅伺服主電機轉動進行下一個工位的操作。

參閱圖5,Mark檢測系統3包括翻轉導模3.1、真空倉3.2、連桿3.3、復位彈簧3.4、伺服電機3.5、傳動凸輪3.6、視覺相機3.7及固定座3.8。固定座3.8包括水平設置的底座及設置在底座兩端的第一、第二豎直安裝座,第一豎直安裝座設有圓柱安裝部,第二豎直安裝座設有凹槽。Mark檢測系統3通過固定座底座安裝在第三功能工位上,伺服電機3.5安裝在第一豎直安裝座的圓柱安裝部上,其輸出軸與傳動凸輪3.6連接。連桿3.3呈L形,由一個長邊及一個短邊構成。連桿長邊水平設置,其一端通過第一轉軸與傳動凸輪3.6連接,另一端通過第二轉軸可轉動地安裝在第二豎直安裝座的凹槽內,第二豎直安裝座的凹槽內設有復位彈簧3.4,復位彈簧3.4的上端抵靠連桿長邊的下側面,下端抵靠凹槽的內側面。連桿3.3的短邊翻轉向上,其端部設有翻轉導模3.1,翻轉導模3.1的底部設有真空倉3.2。伺服電機3.5驅動傳動凸輪3.6轉動,傳動凸輪3.6通過第一轉軸帶動連桿3.3繞第二轉軸在豎直面內轉動。視覺相機3.7固定安裝在第一豎直安裝座的圓柱安裝部的上部,其攝像頭朝向翻轉導模3.1。

定位系統完成后,直驅伺服主電機10.1轉一格,集成電路芯片到達3Mark檢測系統上方,伺服電機10.4驅動獨立下壓機構10.3動作,下壓桿將芯片壓入翻轉導模3.1,真空倉10.5破真空,將集成電路芯片置于翻轉導模3.1中,獨立下壓機構復位,10.2真空吸筆抬起,伺服電機3.5驅動翻轉傳動裝置將翻轉導模3.1翻轉20°,將芯片置于視覺相機3.4的正下方完成拍照,進行圖像處理。圖像處理完成后,翻轉導模在伺服電機3.5動作下完成復位,獨立下壓機構10.3做下壓動作,將集成電路芯片從翻轉導模取走,獨立下壓機構復位,獨立下壓機構復位檢測傳感器檢測到獨立下壓機構復位后,發送信號給控制器,控制器控制直驅伺服主電機轉動進行下一個工位的操作。

參閱圖6,方向校正系統4包括旋轉導模4.1。旋轉導模4.1通過導模支架固定安裝在第四功能工位上,旋轉導模4.1通過轉軸可轉動設于導模支架中,旋轉導模4.1由旋轉電機4.2驅動以一定的角度轉動。在3Mark檢測系統完成后,直驅伺服主電機10.1轉一格,集成電路芯片到達方向校正系統4上方,獨立下壓機構10.3將芯片壓入旋轉導模4.1,旋轉電機4.2根據圖像處理結果旋轉一定角度,方向校正系統將芯片旋轉到指定位置。方向校正完成后,獨立下壓機構復位,獨立下壓機構復位檢測傳感器檢測到獨立下壓機構復位后,發送信號給控制器,控制器控制直驅伺服主電機轉動進行下一個工位的操作。方向校正的目的是為了保證集成電路芯片方向一致性,保證測試與編帶的一致性。

參閱圖7,測試系統5包括測試座5.1及設置在測試座上的測試儀連接板5.2。在本實施例中,測試系統5設有兩個,第一測試系統通過測試座安裝在第五功能工位上,第二測試系統通過測試座安裝在第六功能工位上。在第四功能工位上的芯片完成方向校正后,直驅伺服主電機10.1轉一格,集成電路芯片到達第五功能工位的上方,第三功能工位上的芯片到達第四功能工位,在第四功能工位完成方向校正后,直驅伺服主電機10.1再快速轉動一格,第五功能工位上的集成電路芯片到達第六功能工位,第四功能工位上的集成電路芯片到達第五功能工位,第四、第五功能工位上的獨立下壓機構10.3同時動作將兩塊芯片分別壓入第一、第二測試座5.1,通過測試儀連接板外接的測試儀表對兩塊芯片完成電路電性能測試。測試完成后,獨立下壓機構復位,獨立下壓機構復位檢測傳感器檢測到獨立下壓機構復位后,發送信號給控制器,控制器控制直驅伺服主電機轉動進行下一個工位的操作。

參閱圖8,3D檢測系統6包括3D檢測相機6.1。3D檢測相機6.1通過相機固定座6.2安裝在第七功能工位上。在電能測試系統完成后,直驅伺服主電機10.1轉一格,第六功能工位上的集成電路芯片到達第七功能工位上的3D檢測系統的上方,獨立下壓機構10.3將芯片壓入3D檢測相機6.1的拍照區間,完成3D檢測圖像處理;第五功能工位上的集成電路芯片到達第六功能工位等待3D檢測。第七功能工位上的芯片3D檢測完成后,獨立下壓機構復位,獨立下壓機構復位檢測傳感器檢測到獨立下壓機構復位后,發送信號給控制器,控制器控制直驅伺服主電機轉動進行下一個工位的操作。

參閱圖9,編帶系統7包括安裝座及固定安裝在安裝座上的載帶裝置、熱封裝置及收料裝置。編帶系統7通過安裝座安裝在第八功能工位上。熱封裝置設有熱封座7.2,熱封座用于將芯片熱封在載帶中。載帶裝置為熱封提供膠帶。收料裝置用于收集熱封后載帶。熱封裝置上設有溫控器7.3,用于檢測及控制熱封溫度。

電路芯片完成3D檢測后,檢測均為良品的芯片由直驅伺服主電機10.1驅動轉一格,到達編帶系統7的上方,獨立下壓機構10.3將芯片壓入編帶系統人口,真空倉10.5破真空將集成電路芯片置于載帶裝置7.1的一格載帶中,載帶傳動電機7.1拖動載帶限位機構實現載帶走一格,熱封座7.2下壓完成編帶;編帶完成后,獨立下壓機構復位,獨立下壓機構復位檢測傳感器檢測到獨立下壓機構復位后,發送信號給控制器,控制器控制直驅伺服主電機轉動進行下一個工位的操作。檢測為不良品時,由真空吸筆帶到下一個工位。

參閱圖10,排料系統8包括排料收料盒8.2,排料收料盒8.2上設有吹氣接口8.1,吹氣接口8.1通過管道及電磁閥與系統外的空壓機連接。不良品的芯片在直驅伺服主電機10.1的帶動下轉一格,到達排料系統8的上方,控制器輸出信號接通吹氣接口8.1的電磁閥,將不良品的集成電路芯片吹入指定排料收料盒8.2中。

參閱圖11,溢料系統9包括溢料收料盒9.2及安裝在溢料收料盒9.2頂部的第三位置檢測傳感器9.1。溢料收料盒9.2通過螺絲安裝在第十功能工位上,溢料收料盒9.2的上端設有芯片進口。當排料系統故障時,直驅伺服主電機10.1轉一格,集成電路芯片從第九功能工位到達第十功能工位上的溢料系統9的上方,當第三位置檢測傳感器9.1檢測到芯片時,真空倉10.5破真空,芯片丟入溢料收料盒9.2中收集。

實施方式2

實施方式2與實施方式1基本相同,不同之處僅在于,測試系統5設有一個,功能工位設有九個,上料系統1、定位系統2、Mark檢測系統3、方向校正系統4、第一測試系統5、第二測試系統5、3D檢測系統6、編帶系統7、排料系統8及溢料系統9,一一對應安裝在第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九功能工位上。

實施方式2的工作方法是:集成電路芯片經自動上料系統1進入轉塔系統10,第一功能工位上的真空吸筆將芯片取出,直驅伺服主電機10.1轉動一格,即轉動40°,真空吸筆吸附芯片移動至第二功能工位上的定位系統2,定位系統將芯片定位于真空吸筆的中心位置;定位完成后,直驅伺服主電機10.1轉動一格,芯片進入第三功能工位上的Mark檢測系統3,完成芯片表面Mark檢測及方向判斷;Mark檢測完成后,直驅伺服主電機10.1轉動一格,芯片進入第四功能工位上的方向校正系統4,方向校正系統將芯片旋轉到指定角度;方向校正完成后,直驅伺服主電機10.1轉動一格,芯片進入第五功能工位上的測試系統5,完成芯片電性能測試;測試完成后,直驅伺服主電機10.1轉動一格,芯片進入第六功能工位上的3D檢測系統6完成器件的引腳瑕疵檢測;3D檢測完成后,直驅伺服主電機10.1轉動一格,當測試集成電路為良品時,進入第七功能工位上的編帶系統7完成集成電路包裝,當測試集成電路為不良品時,直驅伺服主電機10.1轉動一格,芯片進入第八功能工位上的排料系統8,完成集成電路芯片的散裝收集;當排料系統8出現故障時,直驅伺服主電機10.1轉動一格,芯片進入第九功能工位上的溢料系統9,收集在溢料系統9中。

以上說明書中未做特別說明的部分均為現有技術,或者通過現有技術既能實現。

再多了解一些
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