一种集成电路芯片测试分选装置及其工作方法与流程

本发明涉及集成电路芯片测试技术领域，具体涉及一种集成电路芯片测试分选装置及其工作方法。

背景技术：

测试分选技术一直是ic领域内的热门技术，它是ic测试封装领域不可缺少的一道工序。而发明封装形式集成电路的测试分选技术更是其中走在科技前沿的关键技术。全自动转塔式测试系统主要用于qfn、csp、soic等发明封装形式电路的测试分选，该分选设备具有自动上料、传输、精确旋转及定位、外观的图像检测、编带及自动下料等功能。现有的全自动转塔式测试系统结构复杂，测试效率低。

技术实现要素：

本发明提供一种集成电路芯片测试分选装置及其工作方法，通过本装置可以完成集成电路芯片的全自动搬运、电能测试、编带及分选，该装置结构简单，制造成本低，测试效率高。

本发明采用的技术方案是：

一种集成电路芯片测试分选装置，包括测试分选平台，所述测试分选平台的中心部设有转塔系统，围绕转塔系统设有若干功能工位，所述功能工位沿平台径向设置，各功能工位上依次安装有自动上料系统、定位系统、mark检测系统、方向校正系统、测试系统、3d检测系统、编带系统及排料系统；所述转塔系统包括转台及固定台，固定台与转台平行且位于转台的上方，转台由直驱伺服主电机驱动在水平面内转动，转台上竖直设有若干真空吸笔，真空吸笔位于各系统的上方且与各功能工位一一对应；固定台上设有若干独立下压机构，独立下压机构分别与上料系统、定位系统、mark检测系统、方向校正系统、测试系统、3d检测系统、编带系统一一对应；独立下压机构驱动真空吸笔下压吸附芯片，直驱伺服主电机每转动一格，真空吸笔吸附芯片从一个功能工位到达另一个功能工位。

进一步地，所述测试分选装置还包括溢料系统，溢料系统用于排料系统出现故障时，收集废料。

进一步地，所述测试系统设有两个。电能测试时间较长，设置两个测试系统提高工作效率。

进一步地，所述自动上料系统包括压电陶瓷本体、振动盘、直振轨道及第一位置检测传感器；压电陶瓷本体设有圆筒状内腔，振动盘设置在圆筒状内腔中，振动盘筒壁上设有从底到顶的螺旋形料道，直振轨道设于压电陶瓷本体的顶部，其一端与螺旋形料道的出口连通，另一端与转塔系统连接，直振导轨的出口设有第一位置检测传感器。

进一步地，所述独立下压机构包括凸轮、下压杆及下压伺服电机；下压伺服电机竖直安装在固定台上，其电机输出轴穿过固定台向下延伸，凸轮套装在下压伺服电机的输出轴上，下压杆通过凸轮与下压伺服电机的输出轴传动连接，凸轮将下压伺服电机的旋转运动转换为下压杆的直线运动；下压伺服电机驱动下压杆动作，下压杆带动真空吸笔下压。

进一步地，所述mark检测系统包括翻转导模、真空仓、连杆、复位弹簧、伺服电机、传动凸轮、视觉相机及固定座；固定座包括水平设置的底座及设置在底座两端的第一、第二竖直安装座；伺服电机固定安装在第一竖直安装座的上端，其输出轴向下竖直延伸与传动凸轮固定连接；连杆呈l形，由一个长边及一个短边构成；连杆长边水平设置，其一端通过第一转轴与传动凸轮连接，另一端通过第二转轴可转动地安装在第二竖直安装座内；连杆的短边翻转向上，其端部设有翻转导模，翻转导模的底部设有真空仓；伺服电机驱动传动凸轮转动，传动凸轮通过第一转轴带动连杆绕第二转轴在竖直面内转动；视觉相机固定安装在第一竖直安装座的顶部，其摄像头朝向翻转导模。

进一步地，所述编带系统包括安装座及安装在安装座上的载带装置、热封装置及收料装置；载带装置提供热封用载带，热封装置设有热封座，热封座下压将集成电路芯片封进一格载带，收料装置收集编带后的芯片；热封装置上设有温控器，用于检测及控制热封温度。

进一步地，所述排料系统包括排料收料盒，排料收料盒上设有吹气接口，吹气接口通过管道及电磁阀与系统外的空压机连接。

上述任意一种测试分选装置的工作方法，包括：集成电路芯片经自动上料系统振动出料后，位于自动上料系统上方的真空吸笔将芯片取出，直驱伺服主电机转动一格，真空吸笔吸附芯片移动至定位系统上方，定位系统将芯片定位于真空吸笔的中心位置；定位完成后，直驱伺服主电机转动一格，芯片进入mark检测系统完成芯片表面mark检测及方向判断；mark检测完成后，直驱伺服主电机转动一格，芯片进入方向校正系统将芯片旋转到指定角度；方向校正完成后，直驱伺服主电机转动一格，芯片进入测试系统完成芯片电性能测试；测试完成后，直驱伺服主电机转动一格，芯片进入3d检测系统完成器件的引脚瑕疵检测；3d检测完成后，直驱伺服主电机转动一格，当测试集成电路为良品时，进入编带系统完成集成电路包装，当测试集成电路为不良品时，直驱伺服主电机转动一格，不良芯片进入排料系统，完成集成电路芯片的散装收集。

本发明的有益效果：

1、本装置通过设置中心转台及径向分布在转台周围的各个测试系统，将各项测试为良品的芯片编带，不良品芯片散装收集，实现电路芯片的测试及分选，该装置结构简单紧凑、工作效率高。

2、本装置通过独立下压机构与真空吸笔的配合取放芯片，定位准确，可靠性高，且在取放过程中不会对芯片产生损害，影响芯片质量。

3、本装置通过振动上料，定位系统定位，方向校正系统校正方向后进行测试，测试精度高。

附图说明

图1是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的结构示意图,图1(a)是立体装配图一，图1(b)是立体装配图二，图1(c)是图1(a)的俯视图。

图2是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的转塔系统的结构示意图。

图3是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的自动上料系统的结构示意图。

图4是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的定位系统的结构示意图。

图5是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的mark检测系统的结构示意图。

图6是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的方向校正系统的结构示意图。

图7是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的测试系统的结构示意图。

图8是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的3d检测系统的结构示意图。

图9是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的编带系统的结构示意图。

图10是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的排料系统的结构示意图。

图11是示出第一实施方式的集成电路芯片测试分选装置的溢料系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施方式1

参阅图1，集成电路芯片测试分选装置包括测试分选平台11，及设置在测试分选平台11上的自动上料系统1、定位系统2、mark检测系统3、方向校正系统4、测试系统5、3d检测系统6、编带系统7、排料系统8、溢料系统9及转塔系统10。转塔系统10设于测试分选平台11的中心部。围绕转塔系统10的测试分选平台11的外缘上呈放射状均匀设有第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十功能工位。上料系统1、定位系统2、mark检测系统3、方向校正系统4、第一测试系统5、第二测试系统5、3d检测系统6、编带系统7、排料系统8及溢料系统9，一一对应安装在第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十功能工位上。

参阅图2，转塔系统10包括直驱伺服主电机10.1、真空吸笔10.2、独立下压机构10.3、转台、固定台及真空仓10.5。固定台与转台平行设置，固定台位于转台的上方。直驱伺服主电机10.1通过底座固定安装在测试分选平台的中心部，其输出端竖直向上延伸。转台固定安装在直驱伺服主电机10.1的输出端，其上竖直设有若干真空吸笔10.2，真空吸笔的吸附头朝下。在本实施例中，共设有10只真空吸笔，真空吸笔沿转台周向均匀分布，与各个功能工位上的各系统一一对应。直驱伺服主电机10.1带动转台在水平面内转动，每转动一格，即36°，真空吸笔从一个测试工位到达另一个测试工位，芯片从一个系统到达另一个系统。固定台通过支架与直驱伺服主电机10.1固定连接，固定台上设有若干独立下压机构10.3。在本实施例中，共设有8个独立下压机构，分别与上料系统1、定位系统2、mark检测系统3、方向校正系统4、第一测试系统5、第二测试系统5、3d检测系统6、编带系统7一一对应。真空仓10.5设于转台与固定台之间，真空仓与真空吸笔连通，为真空吸笔提供真空抽吸力。独立下压机构10.3包括凸轮、下压杆及下压伺服电机10.4，下压伺服电机10.4竖直安装在固定台上，其电机输出轴穿过固定台向下延伸，凸轮套装在下压伺服电机10.4的输出轴上，下压杆通过凸轮与下压伺服电机10.4的输出轴传动连接，凸轮将下压伺服电机10.4的旋转运动转换为下压杆的直线运动。下压伺服电机10.4驱动下压杆动作，下压杆带动真空吸笔10.2下压。真空吸笔10.2及下压杆上均设有复位弹簧，复位弹簧用于真空吸笔10.2及下压杆的自动复位。独立下压机构10.3上设有复位检测传感器，用于检测下压伺服电机10.4复位。

参阅图3，自动上料系统1包括压电陶瓷本体1.1、振动盘1.2、直振轨道1.3及第一位置检测传感器1.4。压电陶瓷本体1.1固定安装在第一功能工位的后端，设有圆筒状内腔，振动盘1.2设置在圆筒状内腔中，振动盘筒壁上设有从底到顶的螺旋形料道，直振轨道1.3设于压电陶瓷本体1.1的顶部其一端与螺旋形料道的出口连接，另一端延伸向前与转塔系统连接，直振导轨的出口设有第一位置检测传感器1.4。散放在振动料盘内的集成电路芯片在振动盘的振动作用下，沿着上料轨道形成连续、整齐的排列，并做匀速运动，最终到达振动盘出口进入直振轨道1.3，经直振轨道1.3进入转塔系统10，第一位置检测传感器1.4检测有芯片到位后，独立下压机构10.3下压，真空吸笔将到位集成电路芯片取出；独立下压机构复位检测传感器检测到独立下压机构复位后，发送信号给控制器，控制器控制直驱伺服主电机10.1转动进行下一个工位的操作。

参阅图4，定位系统2包括定位导模2.1及设置在定位导模2.1上的第二位置检测传感器2.2。定位系统2通过定位导模2.1安装在第二功能工位上，定位导模2.1上设有定位块，定位块用于将芯片定位在真空吸笔的中心位置。自动上料系统完成后，直驱伺服主电机10.1转一格，集成电路芯片到达定位系统2的上方，第二位置检测传感器2.2检测到芯片定位后，伺服电机10.4驱动独立下压机构10.3动作，下压杆将电路芯片压入2.1定位导模，完成芯片定位；定位完成后，独立下压机构复位检测传感器检测到独立下压机构复位后，发送信号给控制器，控制器控制直驱伺服主电机转动进行下一个工位的操作。

参阅图5，mark检测系统3包括翻转导模3.1、真空仓3.2、连杆3.3、复位弹簧3.4、伺服电机3.5、传动凸轮3.6、视觉相机3.7及固定座3.8。固定座3.8包括水平设置的底座及设置在底座两端的第一、第二竖直安装座，第一竖直安装座设有圆柱安装部，第二竖直安装座设有凹槽。mark检测系统3通过固定座底座安装在第三功能工位上，伺服电机3.5安装在第一竖直安装座的圆柱安装部上，其输出轴与传动凸轮3.6连接。连杆3.3呈l形，由一个长边及一个短边构成。连杆长边水平设置，其一端通过第一转轴与传动凸轮3.6连接，另一端通过第二转轴可转动地安装在第二竖直安装座的凹槽内，第二竖直安装座的凹槽内设有复位弹簧3.4，复位弹簧3.4的上端抵靠连杆长边的下侧面，下端抵靠凹槽的内侧面。连杆3.3的短边翻转向上，其端部设有翻转导模3.1，翻转导模3.1的底部设有真空仓3.2。伺服电机3.5驱动传动凸轮3.6转动，传动凸轮3.6通过第一转轴带动连杆3.3绕第二转轴在竖直面内转动。视觉相机3.7固定安装在第一竖直安装座的圆柱安装部的上部，其摄像头朝向翻转导模3.1。

定位系统完成后，直驱伺服主电机10.1转一格，集成电路芯片到达3mark检测系统上方，伺服电机10.4驱动独立下压机构10.3动作，下压杆将芯片压入翻转导模3.1，真空仓10.5破真空，将集成电路芯片置于翻转导模3.1中，独立下压机构复位，10.2真空吸笔抬起，伺服电机3.5驱动翻转传动装置将翻转导模3.1翻转20°，将芯片置于视觉相机3.4的正下方完成拍照，进行图像处理。图像处理完成后，翻转导模在伺服电机3.5动作下完成复位，独立下压机构10.3做下压动作，将集成电路芯片从翻转导模取走，独立下压机构复位，独立下压机构复位检测传感器检测到独立下压机构复位后，发送信号给控制器，控制器控制直驱伺服主电机转动进行下一个工位的操作。

参阅图6，方向校正系统4包括旋转导模4.1。旋转导模4.1通过导模支架固定安装在第四功能工位上，旋转导模4.1通过转轴可转动设于导模支架中，旋转导模4.1由旋转电机4.2驱动以一定的角度转动。在3mark检测系统完成后，直驱伺服主电机10.1转一格，集成电路芯片到达方向校正系统4上方，独立下压机构10.3将芯片压入旋转导模4.1，旋转电机4.2根据图像处理结果旋转一定角度，方向校正系统将芯片旋转到指定位置。方向校正完成后，独立下压机构复位，独立下压机构复位检测传感器检测到独立下压机构复位后，发送信号给控制器，控制器控制直驱伺服主电机转动进行下一个工位的操作。方向校正的目的是为了保证集成电路芯片方向一致性，保证测试与编带的一致性。

参阅图7，测试系统5包括测试座5.1及设置在测试座上的测试仪连接板5.2。在本实施例中，测试系统5设有两个，第一测试系统通过测试座安装在第五功能工位上，第二测试系统通过测试座安装在第六功能工位上。在第四功能工位上的芯片完成方向校正后，直驱伺服主电机10.1转一格，集成电路芯片到达第五功能工位的上方，第三功能工位上的芯片到达第四功能工位，在第四功能工位完成方向校正后，直驱伺服主电机10.1再快速转动一格，第五功能工位上的集成电路芯片到达第六功能工位，第四功能工位上的集成电路芯片到达第五功能工位，第四、第五功能工位上的独立下压机构10.3同时动作将两块芯片分别压入第一、第二测试座5.1，通过测试仪连接板外接的测试仪表对两块芯片完成电路电性能测试。测试完成后，独立下压机构复位，独立下压机构复位检测传感器检测到独立下压机构复位后，发送信号给控制器，控制器控制直驱伺服主电机转动进行下一个工位的操作。

参阅图8，3d检测系统6包括3d检测相机6.1。3d检测相机6.1通过相机固定座6.2安装在第七功能工位上。在电能测试系统完成后，直驱伺服主电机10.1转一格，第六功能工位上的集成电路芯片到达第七功能工位上的3d检测系统的上方，独立下压机构10.3将芯片压入3d检测相机6.1的拍照区间，完成3d检测图像处理；第五功能工位上的集成电路芯片到达第六功能工位等待3d检测。第七功能工位上的芯片3d检测完成后，独立下压机构复位，独立下压机构复位检测传感器检测到独立下压机构复位后，发送信号给控制器，控制器控制直驱伺服主电机转动进行下一个工位的操作。

参阅图9，编带系统7包括安装座及固定安装在安装座上的载带装置、热封装置及收料装置。编带系统7通过安装座安装在第八功能工位上。热封装置设有热封座7.2，热封座用于将芯片热封在载带中。载带装置为热封提供胶带。收料装置用于收集热封后载带。热封装置上设有温控器7.3，用于检测及控制热封温度。

电路芯片完成3d检测后，检测均为良品的芯片由直驱伺服主电机10.1驱动转一格，到达编带系统7的上方，独立下压机构10.3将芯片压入编带系统人口，真空仓10.5破真空将集成电路芯片置于载带装置7.1的一格载带中，载带传动电机7.1拖动载带限位机构实现载带走一格，热封座7.2下压完成编带；编带完成后，独立下压机构复位，独立下压机构复位检测传感器检测到独立下压机构复位后，发送信号给控制器，控制器控制直驱伺服主电机转动进行下一个工位的操作。检测为不良品时，由真空吸笔带到下一个工位。

参阅图10，排料系统8包括排料收料盒8.2，排料收料盒8.2上设有吹气接口8.1，吹气接口8.1通过管道及电磁阀与系统外的空压机连接。不良品的芯片在直驱伺服主电机10.1的带动下转一格，到达排料系统8的上方，控制器输出信号接通吹气接口8.1的电磁阀，将不良品的集成电路芯片吹入指定排料收料盒8.2中。

参阅图11，溢料系统9包括溢料收料盒9.2及安装在溢料收料盒9.2顶部的第三位置检测传感器9.1。溢料收料盒9.2通过螺丝安装在第十功能工位上，溢料收料盒9.2的上端设有芯片进口。当排料系统故障时，直驱伺服主电机10.1转一格，集成电路芯片从第九功能工位到达第十功能工位上的溢料系统9的上方，当第三位置检测传感器9.1检测到芯片时，真空仓10.5破真空，芯片丢入溢料收料盒9.2中收集。

实施方式2

实施方式2与实施方式1基本相同，不同之处仅在于，测试系统5设有一个，功能工位设有九个，上料系统1、定位系统2、mark检测系统3、方向校正系统4、第一测试系统5、第二测试系统5、3d检测系统6、编带系统7、排料系统8及溢料系统9，一一对应安装在第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九功能工位上。

实施方式2的工作方法是：集成电路芯片经自动上料系统1进入转塔系统10，第一功能工位上的真空吸笔将芯片取出，直驱伺服主电机10.1转动一格，即转动40°，真空吸笔吸附芯片移动至第二功能工位上的定位系统2，定位系统将芯片定位于真空吸笔的中心位置；定位完成后，直驱伺服主电机10.1转动一格，芯片进入第三功能工位上的mark检测系统3，完成芯片表面mark检测及方向判断；mark检测完成后，直驱伺服主电机10.1转动一格，芯片进入第四功能工位上的方向校正系统4，方向校正系统将芯片旋转到指定角度；方向校正完成后，直驱伺服主电机10.1转动一格，芯片进入第五功能工位上的测试系统5，完成芯片电性能测试；测试完成后，直驱伺服主电机10.1转动一格，芯片进入第六功能工位上的3d检测系统6完成器件的引脚瑕疵检测；3d检测完成后，直驱伺服主电机10.1转动一格，当测试集成电路为良品时，进入第七功能工位上的编带系统7完成集成电路包装，当测试集成电路为不良品时，直驱伺服主电机10.1转动一格，芯片进入第八功能工位上的排料系统8，完成集成电路芯片的散装收集；当排料系统8出现故障时，直驱伺服主电机10.1转动一格，芯片进入第九功能工位上的溢料系统9，收集在溢料系统9中。

以上说明书中未做特别说明的部分均为现有技术，或者通过现有技术既能实现。