一种用于芯片镀膜工艺的砝码压力检测校验系统及方法与流程

本发明涉及一种压力检测校验系统及方法，尤其是一种用于芯片镀膜工艺的砝码压力检测校验系统及方法。

背景技术：

芯片，作为计算机、手机等电子设备的重要组成部件，是一种内部含有集成电路、体积较小的硅片结构。芯片多为立方体结构，在制作的过程中需要对芯片除底面以外的其余五个表面进行溅镀金属薄膜，以保护芯片，底面作为焊接面，不需要溅镀薄膜。

在进行溅镀时，需要将芯片固定在治具上，目前一般采用粘贴的方式进行固定，由于芯片的底面不需要且不能镀膜，因此芯片在治具上的粘贴质量尤为重要，若粘贴不牢固或者粘贴发生歪斜，极有可能导致治具的污染以及芯片底面的污染，因此一块芯片的粘贴出现问题，会导致治具上所有产品的ng。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要提供一种可以有效降低产品ng率的砝码压力检测校验系统及方法。

本发明提供一种用于芯片镀膜工艺的砝码压力检测校验方法，包括以下步骤：

s100，将粘贴好芯片的治具整体送入保压设备中；

s200，移载治具至ccd相机处，对治具上的芯片进行机器视觉检查；

s300，若检测结果合格，则转送至砝码模组处；

s400，砝码组件在xyz三轴移动平台的驱动下移载至治具上方，并下压；

s500，砝码压头落在芯片上后，砝码组件继续下移，此时砝码重量全部压在芯片上，保压一段时间后砝码组件回到原处；

s600，治具回到第二步中的ccd相机处再次进行机器视觉检查，上传结果至工控机；

s700，若检测结果合格，则移载出保压设备。

作为本发明的进一步方案：s200具体包括以下步骤：

s210，传送带移载治具；

s220，设置在ccd相机处的光电传感器感应到，发送信号至工控机；

s230，工控机控制传送带停止运作，并控制ccd相机进行拍摄；

s240，拍摄的图像发送至工控机进行分析。

作为本发明的进一步方案：s200之后还包括以下步骤：

s310，若检测不合格，直接将治具移载至ng料盘处；

s320，工控机进行自动报警。

作为本发明的进一步方案：s500具体包括以下步骤：

s510，砝码压头落在芯片上后，砝码组件继续下移，此时砝码重量全部压在芯片上；

s520，保压一段时间后，砝码组件升起，砝码压头离开芯片；

s530，砝码组件向x或者y方向进给，使砝码压头刚好移动到上一步中受压芯片的临近芯片的正上方；

s540，保压一段时间后，砝码组件升起，砝码压头离开芯片；

s550，砝码组件再次进给，并重复上述动作，一个砝码在对2×2矩阵中的四块芯片全部保压完毕之后，再回到初始位置。

作为本发明的进一步方案：s600之后还包括以下步骤：

s710，若检测不合格，直接将治具移载至ng料盘处；

s720，工控机进行自动报警。

本发明还提供一种用于芯片镀膜工艺的砝码压力检测校验系统，包括用于对芯片进行保压的砝码模组、用于检测芯片在治具上粘贴质量以及保压质量的机器视觉模组、用于移载粘贴有芯片的治具的运载模组；还包括工控机，所述工控机与所述砝码模组、机器视觉检测模组以及运载模组信号连接；所述砝码模组包括底座，所述底座上设置有xyz三轴运动平台，所述xyz三轴运动平台上设置有砝码组件，所述砝码组件包括若干根长条状砝码、下固定架以及上固定架；所述砝码竖直设置，且穿透所述下固定架和所述上固定架，所述砝码在所述下固定架和所述上固定架之间能够上下运动；所述砝码在所述下固定架和所述上固定架上的位置对应治具上安装芯片的位置；所述砝码包括设置在其顶部的延长杆，所述延长杆上放置或移除浮动砝码。

作为本发明的进一步方案：所述机器视觉模组包括xy两轴运动平台，以及设置在所述xy两轴运动平台上的ccd相机。

作为本发明的进一步方案：所述运载模组包括两段式传送带，设置在所述传送带底部的光电传感器和阻挡气缸。

作为本发明的进一步方案：所述砝码与所述上固定架之间采用间隙配合，使之能够在所述上固定架内能够上下活动，所述砝码底部设置有台阶，使得所述砝码能够被所述下固定架托起。

作为本发明的进一步方案：所述砝码还包括砝码压头、固定砝码以及压头胶套，所述砝码压头固定在所述固定砝码朝向所述治具的一端，所述压头胶套设置在所述砝码压头远离所述固定砝码的一端。

本发明的有益效果：本发明采用了全自动保压及检测的方式对芯片进行保压，检测共有两次，分别在保压前和保压后，保压前检测保证没有贴歪的芯片或漏贴芯片，保压后检测保证芯片没有在保压过程中出现ng，经过保压和这两次检测再进行溅镀，能够很好地保证溅镀的质量，极大降低产品的ng率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的流程图；

图2是本发明实施列二提供的流程图；

图3是本发明实施例三提供的流程图；

图4是本发明实施例四提供的流程图；

图5是本发明实施例五提供的流程图；

图6是本发明实施例提供的砝码模组的主视图；

图7是本发明实施例提供的砝码模组的侧视图；

图8是本发明实施例提供的砝码模组的俯视图；

图9是图6中a处的局部放大图；

图10是图6中b处的局部放大图；

图11是本发明实施例提供的砝码模组结构示意图；

图12是本发明xyz三轴运动平台的爆炸图第一视角；

图13是本发明xyz三轴运动平台的爆炸图第二视角；

图14是本发明保压设备的第一结构示意图；

图15是本发明保压设备的第二结构示意图。

附图标记：1-底座；2-治具；3-砝码组件；301-下固定架；302-砝码压头；303-固定砝码；304-延长杆；305-浮动砝码；306-上固定架；307-压头胶套；308-凹孔；4-x轴；410-x轴轨道；420-x轴滑块；430-x轴气缸；5-y轴；510-y轴轨道；520-y轴滑块；530-y轴气缸；6-z轴；610-z轴轨道；620-z轴气缸；630-z轴滑块；7-气缸安装架；8-砝码组件安装板；9-机器视觉模组；901-ccdx轴；902-ccdy轴；903-ccd；10-运载模块；101-光电传感器；102-阻挡气缸；103-推拉气缸。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种用于芯片镀膜工艺的砝码压力检测校验方法：

实施例一

如图1所示，包括以下步骤：

s100，将粘贴好芯片的治具整体送入保压设备中；在本步骤中，保压设备是用来给芯片行进保压的专用设备，送入保压设备是指将治具放在保压设备的传送带上，由传送带送入设备内部进行下一动作，可以知道的是，将治具整体送入这一动作也可由机械手或者其他移载装置完成。

s200，移载治具至ccd相机处，对治具上的芯片进行机器视觉检查；该步骤是对治具上芯片的第一次机器视觉检查，是保压步骤的前置步骤，在该步骤中，进行机器视觉检查的作用是检查治具上的芯片有没有贴歪或者漏贴的。需要知道的是，芯片的镀膜治具上，设置有紧密排列的矩形浅槽，该矩形浅槽的大小一般与需要镀膜的芯片的大小完全一致，使得芯片能够刚好置于矩形浅槽中，在槽的中央还会设置有用于顶出芯片的通孔，如果芯片没能正确地贴在矩形浅槽的中间，则会出现缝隙，在进行溅镀的时候，不仅会造成这片没贴好的芯片的底面造成污染，由于溅镀的特性，镀膜材料还会通过前述的通孔污染治具的底面甚至是其他芯片的底面。

s300，若检测结果合格，则转送至砝码模组处；检测合格可以理解为，治具上所有芯片安装位都装上了芯片，且每一片芯片都刚好在矩形浅槽中，随后继续由传送带移载到砝码模组处，进行保压。

s400，砝码组件在xyz三轴移动平台的驱动下移载至治具上方，并下压；在本步骤中，由砝码组件对治具上的芯片进行保压，保证每一片芯片都能够牢固地贴在治具上，从而保证溅镀的质量。传统的保压工艺是由人工或者机器使用一个平板对所有芯片进行一次按压，会存在压力不均匀的情况，在本发明中，保压的方式采用单个砝码对单个芯片施压，每个砝码的质量相同，能够完美保证每块芯片所受到的压力完全一致，优化保压效果。

s500，砝码压头落在芯片上后，砝码组件继续下移，此时砝码重量全部压在芯片上，保压一段时间后砝码组件回到原处；砝码组件中的砝码是可以活动的，可以理解为砝码原本是被托着的，当砝码落到芯片上之后，砝码组件继续下移，则砝码脱离被承托的状态，此时砝码的重量便全部落在了芯片上，这时候芯片所承受的压力即为砝码的重力，在经过一段时间的保压之后，砝码组件上移，托起砝码，砝码的底端离开芯片的表面，砝码组件返回之前的位置，等待下一个治具到来，完成一个工作循环。

s600，治具回到s200中的ccd相机处再次进行机器视觉检查，上传结果至工控机；在本步骤中，治具需要回到第一次进行机器视觉检测的位置处再次进行检测，本次检测是为了检测保压质量，防止有芯片存在被压歪或者压坏的情况，避免因为一个芯片的问题导致整个治具上的芯片全部报废。

s700，若检测结果合格，则移载出保压设备；经过第二次检测合格，则由传送带将治具移送处保压设备，到达下一工位。

本实施例采用了全自动保压及检测的方式对芯片进行保压，检测共有两次，分别在保压前和保压后，保压前检测保证没有贴歪的芯片或漏贴芯片，保压后检测保证芯片没有在保压过程中出现ng，经过保压和这两次检测再进行溅镀，能够很好地保证溅镀的质量，极大降低产品的ng率。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一不同的是：

s200具体包括以下步骤：

s210，传送带移载治具；在本发明中，传送带是治具在保压设备中的移载方式之一，除了传送带，亦可以采用气缸、电机丝杆、机械手搬运等。

s220，设置在ccd相机处的光电传感器感应到，发送信号至工控机；光电传感器的设置实现了设备的全自动工作，在本实施例中，光电传感器优选的是红外线传感器，除此之外，亦可以是其他非接触类的传感器。在本步骤中，光电传感器设置的位置与ccd相机相对应，当治具移载到该位置时，出发光电传感器，光电传感器发出电信号至工控机，工控机接收该电信号。

s230，工控机控制传送带停止运作，并控制ccd相机进行拍摄；工控机接收到电信号后，控制传送带停止工作，此时治具将刚好停留在ccd相机的正下方，再控制ccd相机进行图像采集。

s240，拍摄的图像发送至工控机进行分析；在本步骤中，工控机收到由ccd相机采集到的图像，并对该图像进行分析，可以理解为该步骤是检查芯片有没有贴歪或者漏贴。

实施例三

如图3所示，本实施例与实施例一不同的是：

s200之后还包括以下步骤：

s310，若检测不合格，直接将治具移载至ng料盘处；合格的产品进行保压，不合格的产品由于芯片的贴歪或漏贴无法进行镀膜，因此在本步骤中直接将整个治具移出保压设备，放置到ng料盘处，等待人工回收重新处理，避免因为小问题造成大的损失。

s320，工控机进行自动报警；在发现存在ng产品并将之移出后，工控机发出声光报警，提醒工作人员及时前来处理ng料盘处的产品。

实施例四

如图4所示，本实施例与实施例一不同的是：

s500具体包括以下步骤：

s510，砝码压头落在芯片上后，砝码组件继续下移，此时砝码重量全部压在芯片上；砝码组件中的砝码是可以活动的，可以理解为砝码原本是被托着的，当砝码落到芯片上之后，砝码组件继续下移，则砝码脱离被承托的状态，此时砝码的重量便全部落在了芯片上，这时候芯片所承受的压力即为砝码的重力。

s520，保压一段时间后，砝码组件升起，砝码压头离开芯片；在经过一段时间的保压之后，砝码组件上移，托起砝码，砝码的底端离开芯片的表面，砝码组件返回之前的位置，等待下一个治具到来，完成一个工作循环。

s530，砝码组件向x或者y方向进给，使砝码压头刚好移动到上一步中受压芯片的临近芯片的正上方；进给的距离是芯片宽度加上芯片之间的间隔距离，即经过进给之后，砝码压头会移动到旁边芯片的上方。

s540，保压一段时间后，砝码组件升起，砝码压头离开芯片；在本步骤中，砝码组件重复s510和s520的步骤，对芯片进行保压。

s550，砝码组件再次进给，并重复上述动作，一个砝码在对2×2矩阵中的四块芯片全部保压完毕之后，再回到初始位置；需要知道的是，砝码由于体积问题，不能实现与芯片相同的紧密排列，因此设置成一个砝码对应若干个芯片，在本实施例中是一个砝码对应四块芯片，也可以是3×3矩阵的九块或者是4×4的16块芯片。

实施例五

如图5所示，与实施例不同的是：

s600之后还包括以下步骤：

s710，若检测不合格，直接将治具移载至ng料盘处；第二次检测不合格，即意味着，在保压过程中，芯片存在被压坏或者压歪的情况，存在这种情况是不可以进行溅镀的，会造成治具的污染甚至治具上所有芯片的报废。

s720，工控机进行自动报警；在检测发现ng产品后，与s320相同，发出声光报警，提醒工作人员及时进行处理。

一种用于芯片镀膜工艺的砝码压力检测校验系统，

如图6-图15所示，本发明还提供了一种用于芯片镀膜工艺的砝码压力检测校验系统，包括用于对芯片进行保压的砝码模组、用于检测芯片在治具上粘贴质量以及保压质量的机器视觉模组9、用于移载粘贴有芯片的治具的运载模组10；还包括工控机，所述工控机与所述砝码模组、机器视觉检测模组9以及运载模组10信号连接；

所述机器视觉模组包括xy两轴运动平台，以及设置在所述xy两轴运动平台上的ccd相机903，所述xy两轴运动平台包括ccdx轴901以及ccdy轴902，ccd相机903设置在所述ccdy轴902上。

运载模组包括两段式传送带，设置在传送带底部的光电传感器101和阻挡气缸102，运载模组还包括用于改变光电传感器101位置的推拉气缸103。

如图6-图13所示，其中，砝码模组包括底座1，底座1上设置有xyz三轴运动平台，xyz三轴运动平台上设置有砝码组件3，砝码组件3包括若干根长条状砝码、下固定架301以及上固定架306；砝码穿透下固定架301和上固定架306；砝码竖直设置，且砝码在下固定架301和上固定架306之间能够上下运动；砝码在下固定架301和上固定架306上的位置对应治具2上安装芯片的位置；砝码包括设置在其顶部的延长杆304，延长杆304上能够放置或移除浮动砝码305。

在本实施例中，砝码在上固定架306和下固定架301中能够上下活动，下固定架301对砝码起到承托作用，当需要进行保压的时候，经过xyz三轴运动平台，砝码移动到芯片的正上方后，砝码组件3整体下落，单个砝码则落到每一个芯片上，由于砝码能够在上下固定架之间活动，因此可以理解为此时砝码利用自身的重量对芯片进行保压，使芯片与治具上的胶粘贴牢固，防止芯片在镀膜过程中出现不良品。

由于芯片在治具上横纵排列十分密集，砝码的体积限制其不能够一个砝码对应一个芯片的时候，能够通过xyz三轴运动平台来实现芯片的错位保压，比如，受砝码的体积影响，相邻的两根砝码之间多分布了一块芯片，即2×2矩阵的砝码对应着4×4矩阵的芯片，则通过xyz三轴运动平台的驱动，能够使单个砝码错位保压2×2矩阵内的芯片，同理，根据砝码体积不同，还可以改为3×3矩阵或者更大尺寸的矩阵。

本发明由于采用了单个砝码取代平板保压的方式，能够保证每一个芯片收到的力的大小都是相同的，可调节的浮动砝码让本砝码模组能够适应各种型号芯片的保压工作，由于本砝码模组具备xyz三轴运动平台，使得砝码矩阵能够进行水平和竖直方向的移动，实现一个砝码对多个芯片依次进行保压，满足治具上芯片的紧密排列的需求。

如图12-图13所示，xyz三轴运动平台包括x轴4、y轴5和z轴6，z轴6设置在底座1上，x轴4设置在z轴6上，y轴5在x轴4上。

z轴6包括设置在底座1上的z轴轨道610，z轴气缸620设置在z轴轨道的顶部驱动z轴滑块630上下运动，z轴滑块630上设置有x轴轨道410和x轴气缸430，与x轴轨道410配合的x轴滑块420设置在气缸安装架7上，气缸安装架7上还设置有y轴轨道510和y轴气缸530，与y轴轨道510对应的y轴滑块520设置在砝码组件安装板8上，砝码组件3设置在砝码组件安装板8上。

z轴滑块630呈“口”形，z轴轨道610位于z轴滑块630的“口”形结构中间。

气缸安装架7呈“匚”形，且“匚”形的缺口方向朝向z轴6，y轴轨道510设置在气缸安装架7的两端位置,y轴气缸530设置在气缸安装架7的中间位置，且y轴气缸530输出轴朝向砝码组件安装板8上。

在本方案中，呈“匚”形的气缸安装架7包括中间部和两端的弯折部，在弯折部的顶部和底部位置，设置了y轴轨道，共计四个，对应的，砝码组件安装板8上有四个y轴滑块520，y轴滑块520设置在砝码组件安装板8上的四个角位置且垂直于砝码组件安装板8，使得砝码组件安装板8形成类似于桌子形状的结构。

砝码组件安装板8用于安装砝码组件3，其中下固定架301和上固定架306均水平固定在砝码组件安装板8上，且在下固定架301和上固定架306的两侧还设置有挡板。

砝码还包括砝码压头302、固定砝码303以及压头胶套307，砝码压头302固定在固定砝码303朝向治具2的一端，压头胶套307设置在砝码压头302远离固定砝码303的一端。在本实施例中，将砝码设计成多段结构能够在面对不同型号的芯片时可以便于更换不同形状的砝码压头303或者不同重量的固定砝码303。

如图9-图10所示，压头胶套307上接触芯片的位置设置有一凹孔308，使得压头胶套307只会接触芯片顶部四周的位置。在本实施例中，以方形芯片进行举例说明，由于芯片粘贴在治具上的时候，只有其底部四周会与胶粘贴，因此利用压头胶套307的凹孔设计使得砝码只对芯片的四周施加压力，而不对芯片的中间位置产生压力，进一步保证脆弱的芯片不受到任何损伤。

砝码压头302安装压头胶套307的位置处设置有菌伞状卡头，按头胶套307与安装在卡头上。由于压头胶套307属于橡胶制品，使用寿命有限，因此有必要设计成可替换的结构，在压头胶套307出现损伤时便于更换。

延长杆304的一端设置有外螺纹，对应的砝码上的安装处设置有螺纹孔，延长杆304与砝码可拆卸连接。在本实施例中，可拆卸的延长杆304意味着可以更换成不长度的，理论上可以无限制添加浮动砝码以增加砝码整体的重量。

砝码与上固定架306之间采用间隙配合，可以理解的是，砝码与上固定架306之间的缝隙越小越好，即砝码垂直程度越高越好，使之能够在上固定架306内能够上下活动，砝码底部设置有台阶，使得砝码能够被下固定架301托起。当砝码与上固定架306之间的缝隙足够小时，砝码落在芯片上后能完全垂直于芯片，则芯片收到的压力为砝码的重量相等。在进行保压的时候，当砝码底部的压头胶套307已经接触芯片之后，此时砝码组件3继续向下移动，此时砝码逐渐脱离下固定架301，即下固定架301不再起到承托作用，此时砝码的重量全部压于芯片之上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。