专利名称：芯片分选库及其取放机构和芯片分选库的缓存区规划方法
技术领域：
本发明涉及芯片分选装置技术领域，特别涉及一种芯片分选库及其取放机构和芯片分选库的缓存区规划方法。
背景技术：
在LED行业中，由于受芯片制造过程中的研磨切割以及外延片生长等工艺的限制，同一晶圆切割后形成的大量芯片在诸如主波长(peak length)、发光强度(MCD)、色温(color temperature)、工作电压(Vf)等光电性能参数上存在较大的不一致性。因此,有必要针对芯片依照其光电性能参数予以检测分类并将同类芯片予以归并。LED芯片分选设备的功能就是根据晶圆(wafer)的分类文件，实现同一类别的芯片在同一分类(Bin)上的有序摆放。由于晶圆(wafer)上芯片等级数较多，因此，在分选过程中，有必要及时更换分类(Bin)，以继续芯片分选流程。现在行业内对LED芯片光电性能一致性要求越来越高，分类规则也趋于明细化，现有LED芯片分选设备分级数普遍达到150以上。因此，广泛采用分类库机构以实现多个分类的存储与自动上下料，此外，为进一步提升设备的自动化水平，很多设备也设计了晶圆(wafer)库，以实现多个晶圆(wafer)的存储与自动上下料。图1为目前普遍采用的分类(Bin)库与晶圆(wafer)库机构方案，在机体平台上分别设置分类(Bin)库10和晶圆(wafer)库20,同时需要在晶圆(wafer)工作台单独设计晶圆(wafer)库取放机构40,以实现晶圆(wafer)的取放；以及在分类(Bin)工作台单独设计一套分类(Bin)盘取放机构30和一套分类(Bin)盘夹持机构，以分别实现分类(Bin)盘的取放和出入分类(Bin)库10的动作。一般而言,对于分类(Bin)库10和晶圆(wafer)库10本身都附加有X向和Z向运动轴以实现所有分类盘12或晶圆22的取放，这种机构设计存在以下几个问题首先，上述分类库10与晶圆库20分离式设计使得机构过于复杂，布局较为复杂，而且还降低了分类卡匣11和晶圆卡匣21之间的互换性；其次，分类(Bin)库10和晶圆(wafer)库10本身需要整体运动，运动时将承载其上的所有分类盘12或晶圆22，使得这种运动式的分类库10与晶圆库20的负载增加，且扩展性较差，无法对库容量进行扩充，不便于产业上大规模的应用于推广。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足之处而提供一种芯片分选库及其取放机构和芯片分选库的缓存区规划方法。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案
本发明提供一种芯片分选库，包括支架、芯片分类卡匣和芯片存放卡匣，所述芯片分类卡匣和所述芯片存放卡匣均固定于所述支架，所述芯片分类卡匣设置有用于固定芯片分类盘的卡槽，芯片分类盘通过所述芯片分类卡匣的卡槽固定于所述芯片分类卡匣内；所述芯片存放卡匣设置有用于固定芯片存放盘的卡槽，芯片存放盘通过所述芯片存放卡匣的卡槽固定于所述芯片存放卡匣内；所述芯片分类卡匣的结构和所述芯片存放卡匣的结构相同，所述芯片分类盘的外形尺寸与所述芯片存放盘的外形尺寸相同；所述芯片分类卡匣设置有用于取放所述芯片分类盘的分类卡匣取放口，所述芯片存放卡匣设置有用于取放所述芯片存放盘的存放卡匣取放口。所述芯片分类卡匣和所述芯片存放卡匣在所述支架上分行和/或分列设置，并且所述支架上设置有至少一个芯片分类卡匣和至少一个芯片存放卡匣。所述分类卡匣取放口和所述存放卡匣取放口位于同一侧。所述芯片分类盘按照所述芯片分类卡匣的卡槽顺序放置。所述芯片存放盘按照所述芯片存放卡匣的卡槽间隔放置。所述支架采用铝型材制成。本发明还提供一种取放机构，取放机构设置于芯片分选库的一侧，包括X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、Z轴驱动装置、“L”形状的X轴基座、Y轴基座和Z轴基座，所述X轴基座活动设置于所述X轴导轨,所述X轴驱动装置驱动所述X轴基座沿所述X轴导轨往复运动，所述Z轴导轨固定设置于所述X轴基座的竖直板上，所述Z轴基座活动设置于所述Z轴导轨，所述Z轴驱动装置驱动所述Z轴基座沿所述Z轴导轨往复运动，所述Y轴导轨固定设置于所述Z轴基座，所述取放机构还包括用于夹持芯片分类盘或芯片存放盘的夹爪机构和控制所述夹爪机构上下移动的夹爪驱动装置，所述夹爪机构与所述Y轴基座连接，所述Y轴基座活动设置于所述Y轴导轨，所述Y轴驱动装置驱动所述Y轴基座沿所述Y轴导轨往复运动。所述夹爪驱动装置包括第一夹爪驱动装置和第二夹爪驱动装置，所述第一夹爪驱动装置和所述第二夹爪驱动装置均设置于所述Y轴基座。所述第一夹爪驱动装置和所述第二夹爪驱动装置均设置为气缸式驱动装置。所述Z轴基座设置有上层卡槽和下层卡槽。所述X轴驱动装置包括X轴电机、X轴丝杆和X轴螺母，所述X轴螺母设置在所述X轴基座的下方，所述X轴丝杆与所述X轴螺母螺纹连接，所述X轴电机驱动所述X轴基座沿所述X轴丝杆移动。所述Z轴驱动装置包括Z轴电机、Z轴丝杆和Z轴螺母，所述Z轴基座与所述Z轴丝杆螺纹连接，所述Z轴丝杆与所述Z轴螺母螺纹连接，所述Z轴电机驱动所述Z轴基座沿所述Z轴丝杆移动。所述Y轴驱动装置包括Y轴电机、齿轮和齿条，所述Y轴电机固定设置于所述Y轴基座，所述齿轮同轴设置于所述Y轴电机的输出轴，所述齿条设置于所述Y轴基座的内侧面，所述齿轮与所述齿条啮合。本发明还提供一种缓存区规划方法，在芯片分选库中选择任一芯片分类卡匣或多个芯片分类卡匣作为缓存区，并且在缓存区的芯片分类卡匣中预留一空卡槽，其他卡槽位置上均装载未分选的芯片分类盘；随着分选的进行，当某一芯片分类卡匣的芯片分类盘分满时，即将该芯片分类卡匣的芯片分类盘卸载至缓存区的空卡槽，然后再从缓存区的下一卡槽取出一空的芯片分类盘补至该芯片分类卡匣，缓存区的下一卡槽即可作为空卡槽承载下一个满芯片分类卡匣的芯片分类盘。把缓存区的芯片分类卡匣的首个卡槽设置为空卡槽。
本发明的有益效果之一本发明将芯片分类卡匣和芯片存放卡匣固定设置在同一支架上，形成一体式的分选库结构，与相应的取放机构配合后，实现了分类盘和芯片的存储与自动上下料，且分类机构设计具有平稳性、扩展性以及卡匣可互换性等优点。本发明的有益效果之二使用时，取放机构放置在芯片分选库的一侧，取放机构通过X、Y和Z轴方向移动，并通过夹爪机构从芯片分类卡匣或芯片存放卡匣取放芯片分类盘或芯片存放盘，结构简单，工作效率高。本发明的有益效果之三当分选工作进行时，当某一芯片分类卡匣的芯片分类盘分满时，即将该芯片分类卡匣的芯片分类盘卸载至缓存区的空卡槽，然后再从缓存区的下一卡槽取出一空的芯片分类盘补至该芯片分类卡匣，缓存区的下一卡槽即可作为空卡槽承载下一个满芯片分类卡匣的芯片分类盘；随着已分类的芯片分类卡匣的不断增多，已分类的芯片分类卡匣的卡槽容量不断增大，未分类的芯片分类卡匣的卡槽容量不断减少，这种动态规划已分类的芯片分类卡匣和未分类的芯片分类卡匣的方法，可以有效利用卡槽容量，扩充芯片分选库的容量。
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是现有的分类库及晶圆库分离式设计的立体结构示意图。图2是本发明的芯片分选库的一个优选实施例的立体结构示意图。图3是本发明的取放机构的一个优选实施例的立体结构示意图。图4是图3中的A处放大示意图。图5是本发明的芯片分选库与取放机构的结构示意图。图6是本发明的缓存区规划方法的芯片分类卡匣的结构示意图。在图1中包括
10——分类库、11——分类卡匣、12——分类盘；
20——晶圆库、21——晶圆卡匣、22——晶圆；
30——分类库取放机构；
40 晶圆库取放机构；
在图2至图6中包括
100——支架；
200——芯片分类卡匣、201——芯片分类盘、202——卡槽、203——分类卡匣取放口 ；300——芯片存放卡匣、301——芯片存放盘、302——卡槽、303——存放卡匣取放口 ；400——X轴导轨、401——X轴驱动装置、4011——X轴电机、4012——X轴丝杆、402——X轴基座；
500——Y轴导轨、501——Y轴驱动装置、5011——Y轴电机、5012——齿条、5013——齿轮、502——Y轴基座；
600——Z轴导轨、601——Z轴驱动装置、6011——Z轴电机、602——Z轴基座；
700——夹爪机构、702——夹爪驱动装置、7021——第一夹爪驱动装置、7022——第二 夹爪驱动装置、703——上层卡槽、704——下层卡槽。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。见图2，本发明提供一种芯片分选库，包括支架100、芯片分类卡匣200和芯片存放卡匣300，芯片分类卡匣200和芯片存放卡匣300均固定于支架100，芯片分类卡匣200设置有用于固定芯片分类盘201的卡槽202，芯片分类盘201通过卡槽202固定于芯片分类卡匣200内；芯片存放卡匣300设置有用于固定芯片存放盘301的卡槽302，芯片存放盘301通过卡槽302固定于芯片存放卡匣300内；芯片分类卡匣200的结构和芯片存放卡匣300的结构相同，芯片分类盘201的外形尺寸与芯片存放盘301的外形尺寸相同，使得芯片分类卡匣200和芯片存放卡匣300具有互换性；芯片分类卡匣200设置有用于取放芯片分类盘201的分类卡匣取放口 203，芯片存放卡匣300设置有用于取放芯片存放盘301的存放卡匣取放口 303。具体的，芯片分类卡匣200和芯片存放卡匣300在支架100上分行和/或分列设置，并且支架100上设置有至少一个芯片分类卡匣200和至少一个芯片存放卡匣300。用户可以根据需要自定义划分芯片分类卡匣200和芯片存放卡匣300，以实现芯片分类卡匣200和芯片存放卡匣300的互换。优选的，分类卡匣取放口 203和存放卡匣取放口 303位于同一侧，方便取放机构取放芯片分类盘201或芯片存放盘301。具体的，芯片分类盘201按照芯片分类卡匣的卡槽202顺序放置；芯片存放盘301按照芯片存放卡匣的卡槽302间隔放置。具体的，支架100采用铝型材制成的框架式支架，该框架式支架具有相同空间的框架单元，芯片分类卡匣200和芯片存放卡匣300分别容置于该框架单元内，同时采用铝型材可降低加工成本。本发明通过支架100直接固定在机体平台上，对于分类(Bin)库和晶圆(wafer)库而言，其本身是固定不动的，并无附加的运动轴或活动部件，与现有技术相比，可大大提升设备的平稳性，减轻负载，便于扩展。优选的，支架100设置有加强件，而且在每个框架单元均设置加强件，可提高支架的承载力。见图3和图4，本发明还提供一种应用于取放芯片分选库中的芯片分类盘201和芯片存放盘301取放的取放机构，该取放机构设置于芯片分选库的一侧，包括X轴导轨400、Y轴导轨500、Z轴导轨600、X轴驱动装置401、Y轴驱动装置501、Z轴驱动装置601、“L”形状的X轴基座402、Y轴基座502和Z轴基座602，X轴基座402滑动设置于X轴导轨400，在X轴驱动装置401的驱动下，X轴基座402可沿X轴导轨400往复运动，Z轴导轨600固定设置于X轴基座402的竖直板上，Z轴基座602滑动设置于Z轴导轨600，Z轴驱动装置601驱动Z轴基座602沿Z轴导轨600往复运动，Y轴导轨500固定设置于Z轴基座602，还包括用于夹持芯片分类盘或芯片存放盘的夹爪机构700和控制夹爪机构700上下移动的夹爪驱动装置702，夹爪机构700与Y轴基座502连接，Y轴基座502活动设置于Y轴导轨500，Y轴驱动装置501驱动Y轴基座502沿Y轴导轨500往复运动。优选的，夹爪驱动装置702包括第一夹爪驱动装置7021和第二夹爪驱动装置7022，第一夹爪驱动装置7021和第二夹爪驱动装置7022均设置于Y轴基座502。优选的，第一夹爪驱动装置7021和第二夹爪驱动装置7022均设置为气缸式驱动
>J-U ρ α装直。Z轴基座602设置有上层卡槽703和下层卡槽704。优选的，X轴驱动装置401包括X轴电机4011、Χ轴丝杆4012和X轴螺母(图中未画出)，Χ轴螺母设置在·X轴基座402的下方，X轴丝杆4012与X轴螺母螺纹连接，X轴电机4011驱动X轴基座402沿X轴丝杆4012移动。优选的，Z轴驱动装置601包括Z轴电机6011、Z轴丝杆(图中被“L”形状的X轴基座402挡住)和Z轴螺母(图中未画出)，Z轴基座602与Z轴丝杆螺纹连接，Z轴丝杆与Z轴螺母螺纹连接，Z轴电机6011驱动Z轴基座602沿Z轴丝杆移动。Y轴驱动装置501包括Y轴电机5011、齿轮5013和齿条5012，Y轴电机5011固定设置于Y轴基座502，齿轮5013同轴设置于Y轴电机5011的输出轴，齿条5012设置于Y轴基座502的内侧面，齿轮5013与齿条5012啮合。采用齿轮和齿条传动可以节省空间，用于实现芯片分类盘或芯片存放盘在分选库和取放机构之间的移送。见图5，下面说明取放机构完成芯片分类盘和芯片存放盘的出入库动作的具体工作流程，以芯片分类盘201的出入库动作为例，首先取放机构在X轴方向和Z轴方向分别在X轴电机4011和Z轴电机6011驱动下运动至分选库，使取放机构的下层卡槽704对准待芯片分类卡匣200所在卡槽202 ;然后，取放机构的Y轴电机5011驱动夹爪机构700前进至夹持位置，然后夹爪机构700夹紧芯片分类盘201，取放机构的Y轴电机5011驱动夹爪机构700后退，将芯片分类盘201移送至取放机构下层卡槽704上，当芯片分类盘201运动到位后，夹爪机构700松开，并在Y轴电机5011驱动下继续运动至一安全位置(此位置处夹爪机构700的夹爪边缘与芯片分类盘的边缘有5_左右的间距，便于夹爪机构700的升降)，然后第一夹爪驱动装置7021和第二夹爪驱动装置7022驱动夹爪机构700上升至取放平台上方以完成避让动作，便于布置在芯片分类盘201工作台一侧的夹持机构将芯片分类盘201自取放机构下层卡槽704装载至芯片分类盘201的工作台上。当某一芯片分类卡匣20分选结束后，夹持机构将首先将芯片分类盘201自工作台卸载至取放机构上层卡槽703，然后取放机构在X轴电机4011和Z轴电机的驱动下运动至上层卡槽703与该芯片分类卡匣20的入库卡槽202相对齐，然后取放机构的夹爪机构700在Y轴电机5011的驱动下运动至上述安全位置，并在第一夹爪驱动装置7021和第二夹爪驱动装置7022驱动下使夹爪机构700与上层卡槽703对齐，然后Y轴电机5011驱动夹爪机构700前进至夹持位置，(此位置处夹爪与芯片分类盘20有5mm左右的重叠)，夹爪机构700的夹爪夹紧，Y轴电机5011继续工作，直至将芯片分类盘201送入芯片分类卡匣200，最后夹爪机构700的夹爪松开并在Y轴电机5011驱动下后退，以完成芯片分类盘201的入库动作。本发明还提供一种芯片分选库的缓存区规划方法，见图6，在芯片分选库中选择任一芯片分类卡匣200或多个芯片分类卡匣200作为缓存区，并且在缓存区的芯片分类卡匣200中预留一空的卡槽202，其他卡槽202位置上均装载未分选的芯片分类盘201 ;随着分选的进行，当某一芯片分类卡匣200的芯片分类盘201分满时，即将该芯片分类卡匣200的芯片分类盘201卸载至缓存区的空卡槽，然后再从缓存区的下一卡槽取出一空的芯片分类盘201补至该芯片分类卡匣200，缓存区的下一卡槽即可作为空卡槽承载下一个满芯片分类卡匣200的芯片分类盘201。优选的，把缓存区的芯片分类卡匣200的首个卡槽202设置为空卡槽。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
权利要求
1.芯片分选库，其特征在于:包括芯片分类卡匣、芯片存放卡匣以及用于承载芯片分类卡匣和芯片存放卡匣的支架，所述芯片分类卡匣和所述芯片存放卡匣均固定于所述支架，所述芯片分类卡匣设置有用于固定芯片分类盘的卡槽，芯片分类盘通过所述芯片分类卡匣的卡槽固定于所述芯片分类卡匣内；所述芯片存放卡匣设置有用于固定芯片存放盘的卡槽，芯片存放盘通过所述芯片存放卡匣的卡槽固定于所述芯片存放卡匣内；所述芯片分类卡匣的结构和所述芯片存放卡匣的结构相同，所述芯片分类盘的外形尺寸与所述芯片存放盘的外形尺寸相同；所述芯片分类卡匣设置有用于取放所述芯片分类盘的分类卡匣取放口，所述芯片存放卡匣设置有用于取放所述芯片存放盘的存放卡匣取放口。
2.根据权利要求1所述的芯片分选库，其特征在于:所述芯片分类卡匣和所述芯片存放卡匣在所述支架上分行和/或分列设置，并且所述支架上设置有至少一个芯片分类卡匣和至少一个芯片存放卡匣。
3.根据权利要求1所述的芯片分选库，其特征在于:所述分类卡匣取放口和所述存放卡匣取放口位于同一侧。
4.根据权利要求1所述的芯片分选库，其特征在于:所述芯片分类盘按照所述芯片分类卡匣的卡槽顺序放置；所述芯片存放盘按照所述芯片存放卡匣的卡槽间隔放置。
5.根据权利要求1所述的芯片分选库，其特征在于:所述支架采用铝型材制成的框架式支架。
6.用于取放权利要求1至5任意一项的芯片分类盘或芯片存放盘的取放机构，该取放机构设置于芯片分选库的一侧，其特征在于:包括X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨、X轴驱动装置、Y轴驱动装置、Z轴驱动装置、“L”形状的X轴基座、Y轴基座和Z轴基座，所述X轴基座活动设置于所述X轴导轨，在所述X轴驱动装置驱动下，所述X轴基座沿所述X轴导轨往复运动，所述Z轴导轨固定设置于所述X轴基座的竖直板上，所述Z轴基座活动设置于所述Z轴导轨，所述Z轴驱动装置驱动所述Z轴基座沿所述Z轴导轨往复运动，所述Y轴导轨固定设置于所述Z轴基座；所述取放机构还包括用于夹持芯片分类盘或芯片存放盘的夹爪机构和控制所述夹爪机构 上下移动的夹爪驱动装置，所述夹爪机构与所述Y轴基座连接，所述Y轴基座活动设置于所述Y轴导轨，所述Y轴驱动装置驱动所述Y轴基座沿所述Y轴导轨往复运动。
7.根据权利要求6所述的取放机构，其特征在于:所述夹爪驱动装置包括第一夹爪驱动装置和第二夹爪驱动装置，所述第一夹爪驱动装置和所述第二夹爪驱动装置均设置于所述Y轴基座。
8.根据权利要求6所述的取放机构，其特征在于:所述第一夹爪驱动装置和所述第二夹爪驱动装置均设置为气缸式驱动装置。
9.根据权利要求6所述的取放机构，其特征在于:所述Z轴基座设置有上层卡槽和下层卡槽。
10.根据权利要求6所述的取放机构，其特征在于:所述X轴驱动装置包括X轴电机、X轴丝杆和X轴螺母，所述X轴螺母设置在所述X轴基座的下方，所述X轴丝杆与所述X轴螺母螺纹连接，所述X轴电机驱动所述X轴基座沿所述X轴丝杆移动。
11.根据权利要求6所述的取放机构，其特征在于:所述Z轴驱动装置包括Z轴电机、Z轴丝杆和Z轴螺母，所述Z轴基座与所述Z轴丝杆螺纹连接，所述Z轴丝杆与所述Z轴螺母螺纹连接，所述Z轴电机驱动所述Z轴基座沿所述Z轴丝杆移动。
12.根据权利要求6所述的取放机构，其特征在于:所述Y轴驱动装置包括Y轴电机、齿轮和齿条，所述Y轴电机固定设置于所述Y轴基座，所述齿轮同轴设置于所述Y轴电机的输出轴，所述齿条设置于所述Y轴基座的内侧面，所述齿轮与所述齿条啮合。
13.用于权利要求1至5任意一项所述芯片分选库的缓存区规划方法，在芯片分选库中选择任一芯片分类卡匣或多个芯片分类卡匣作为缓存区，并且在缓存区的芯片分类卡匣中预留一空卡槽，其他卡槽位置上均装载未分选的芯片分类盘；随着分选的进行，当某一芯片分类卡匣的芯片分类盘分满时，即将该芯片分类卡匣的芯片分类盘卸载至缓存区的空卡槽，然后再从缓存区的下一卡槽取出一空的芯片分类盘补至该芯片分类卡匣，缓存区的下一卡槽即可作为空卡槽承载下一个满芯片分类卡匣的芯片分类盘。
14.根据权利要求13的缓存区规划方法，其特征在于:把缓存区的芯片分类卡匣的首个卡槽设置为空卡槽。
全文摘要
一种芯片分选库及其取放机构和芯片分选库的缓存区规划方法，本发明的芯片分选库将芯片分类卡匣和芯片存放卡匣固定设置在同一支架上，形成一体式的库结构，与相应的取放机构配合后，实现了分类盘和芯片的存储与自动上下料，且分类机构设计具有平稳性、扩展性以及卡匣可互换性等优点；本发明的取放机构放置在芯片分选库的一侧，取放机构通过X、Y和Z轴方向移动，并通过夹爪机构从芯片分类卡匣或芯片存放卡匣取放芯片分类盘或芯片存放盘，结构简单，工作效率高；本发明提供的芯片分选库的缓存区规划方法主要是通过设置空卡槽的办法来解决现有技术的缺陷，可以有效利用卡槽容量，扩充芯片分选库的容量。
文档编号B65G1/04GK103072777SQ20131000744
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月9日 优先权日2013年1月9日
发明者龚时华, 吴涛, 贺松平, 朱文凯, 朱国文, 李斌, 吴磊, 王瑞 申请人:广东志成华科光电设备有限公司