一种红外焦平面阵列芯片自动化测试设备的制作方法

本发明涉及半导体光电子及自动化生产设备领域，尤其涉及一种红外焦平面阵列芯片自动化测试设备。

背景技术：

红外成像技术越来越广泛地应用于工业传感、图像监测、汽车工业、消防搜救、甚至军事上的导航与夜视等领域。红外焦平面阵列芯片作为红外系统及热成像器件的关键部件，其从设计到加工制造再到包装上市需要经历性能测试环节，对其元响应电压、元电压响应率、元噪声电压等性能参数进行测试，以确保其性能参数达到标准。

目前红外焦平面阵列芯片主要由人工将单一芯片放到测试系统进行测试，并由人眼观察测试芯片型号编号并对应记录测试结果，测试完后再人工将测试芯片分类、摆盘等，生产效率低下，无法满足大规模高效生产的需求。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种红外焦平面阵列芯片自动化测试设备。

本申请公开了一种红外焦平面阵列芯片自动化测试设备，包括：

主机机体；

测试工位系统，所述测试工位系统用于对预定数量的待检测芯片进行测试；

料盘自动上料装置，所述料盘自动上料装置设置在所述主机机体上，用于通过料盘盛放所述待检测芯片，并能够将盛满所述待检测芯片的所述料盘从上料区a移动至待测区b；

芯片机械手上料拾取装置，所述芯片机械手上料拾取装置用于从所述料盘自动上料装置中位于所述待测区b的料盘中抓取预定数量的所述待检测芯片，并放置到所述测试工位系统上进行测试；

料盘自动下料装置，所述料盘自动下料装置设置在所述主机机体上，用于通过位于分拣区c处的料盘盛放检测后芯片，并能够将盛满所述检测后芯片的料盘从所述分拣区c移动至下料区d；

芯片机械手分拣拾取装置，所述芯片机械手分拣拾取装置用于从所述测试工位系统上抓取检测后芯片，并放置到所述分拣区c处的料盘中；

空料盘输送装置，所述空料盘输送装置用于将所述料盘自动上料装置待测区b处的空料盘移动至所述料盘自动下料装置的分拣区c，用于盛放所述检测后芯片；

控制系统，所述控制系统配置成对所述测试工位系统、料盘自动上料装置、芯片机械手上料拾取装置、料盘自动下料装置以及所述空料盘输送装置进行控制。

其中，所述主机机体包括：

固定台板，所述固定台板位于所述主机机体上表面；

防护罩，所述防护罩设置在所述固定台板，并罩设在所述测试工位系统、所述料盘自动上料装置待测区b、所述芯片机械手上料拾取装置、所述料盘自动下料装置下料区d以及所述空料盘输送装置上。

其中，所述料盘自动上料装置包括：

多个第一导向板，多个所述第一导向板固定设置在所述固定台板上，形成容纳腔，用于容纳多个由上至下层叠放置且盛满所述待检测芯片的所述料盘，并能够在所述料盘进行放置时形成沿其层叠方向的导向；

第一导轨，所述第一导轨设置在所述固定台板底部；

第一移动板，所述第一移动板位于所述固定台板底部，且沿水平方向滑动设置在第一导轨上，用于带动所述容纳腔最底部的一个所述料盘从上料区a移动至待测区b；

传动装置，所述传动装置用于驱动所述第一移动板滑动；

顶升装置，所述顶升装置设置在所述第一移动板底部，用于带动所述第一移动板沿竖直方向运动；

分离装置，所述分离装置设置在所述容纳腔两侧，每一次能够将所述容纳腔最底部的一个所述料盘与其顶部其他所述料盘进行分离。

其中，所述芯片机械手上料拾取装置包括：

抓手，所述抓手用于抓取预定数量的所述待检测芯片；

行走装置，所述行走装置包括两个相互垂直安装的丝杠滑台，用于带动所述抓手沿水平面内的x轴和y轴方向移动。

其中，所述芯片机械手分拣拾取装置包括：

抓手机构，所述抓手机构用于抓取所述检测后芯片；

行走机构，所述行走机构包括两个相互垂直安装的丝杠滑台，用于带动所述抓手机构沿水平面内的x轴和y轴方向移动。

其中，所述料盘自动下料装置包括：

多个第二导向板，多个所述第二导向板固定设置在所述固定台板上，形成容纳腔，用于容纳多个由上至下层叠放置且盛满所述检测后芯片的所述料盘，并能够在所述料盘进行放置时形成沿其层叠方向的导向；

第二导轨，所述第二导轨设置在所述固定台板底部；

第二移动板，所述第二移动板位于所述固定台板底部，且沿水平方向滑动设置在第二导轨上，用于带动一个所述料盘从所述分拣区c移动至下料区d处的所述容纳腔最底部；

传动机构，所述传动机构用于驱动所述第二移动板滑动；

顶升机构，所述顶升机构设置在所述第二移动板底部，用于带动所述第二移动板沿竖直方向运动；

分离机构，所述分离机构设置在所述容纳腔两侧，每一次能够将一个从所述容纳腔最底部进入所述容纳腔中的料盘进行固定。

其中，所述空料盘输送装置包括：

夹持组件，所述夹持组件支持所述料盘自动上料装置待测区b处的空料盘；

输送组件，所述输送组件用于驱动所述夹持组件移动。

其中，所述空料盘输送装置还包括：

空盘中转区e，所述空盘中转区e用于对所述空料盘进行临时存储。

其中，所述测试工位系统包括：

芯片测试连接端口，所述芯片测试连接端口用于与预定数量的所述待检测芯片内部通信连接并实现数据的交换；

拍照系统，所述拍照系统用于对所述芯片机械手上料拾取装置抓取的所述待检测芯片上的编号进行拍照；

环境源，所述环境源用于为芯片测试提供所需要环境。

其中，所述主机机体还包括：

电气系统安装柜，所述电气系统安装柜用于容纳所述控制系统；以及

与所述控制系统连接的显示屏、输入装置和指示灯。

本申请至少存在以下有益技术效果：

本申请的红外焦平面阵列芯片自动化测试设备，通过自动化测试代替了人工劳作，不仅定位精准，并且能够大大提高测试效率。

附图说明

图1是本发明红外焦平面阵列芯片自动化测试设备的整体结构示意图；

图2是本发明红外焦平面阵列芯片自动化测试设备中料盘自动上料装置结构示意图；

图3是本发明红外焦平面阵列芯片自动化测试设备中芯片机械手上料拾取装置结构示意图；

图4是本发明红外焦平面阵列芯片自动化测试设备中空料盘输送装置结构示意图；

图5是本发明红外焦平面阵列芯片自动化测试设备中芯片机械手分拣拾取装置结构示意图；

图6是本发明红外焦平面阵列芯片自动化测试设备中测试工位系统结构示意图；

图7是本发明红外焦平面阵列芯片自动化测试设备中料盘自动下料装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图7对本申请红外焦平面阵列芯片自动化测试设备做进一步详细说明。

本申请的本申请红外焦平面阵列芯片自动化测试设备，可以包括主机机体100、料盘自动上料装置200、芯片机械手上料拾取装置300、空料盘输送装置400、芯片机械手分拣拾取装置500、测试工位系统600、料盘自动下料装置700以及控制系统等。

进一步地，主机机体100包括固定台板101、防护罩102、电气系统安装柜103、显示屏104、输入装置105和指示灯106等。其中防护罩102安装固定于固定台板101上方，将内部设备运动分部及测试部分罩在其中，起到防尘及人机分离的作用；另外，防护罩102上装有透明的拉门1021，以便于观察设备工作情况及对设备进行检查维护。

固定台板101用以安装和固定料盘自动上料装置200、芯片机械手上料拾取装置300、空料盘输送装置400、芯片机械手分拣拾取装置500、测试工位系统600及料盘自动下料装置700等。

防护罩102上安装有指示灯106，用以指示设备运行状态。指示灯由红黄绿三色组成，红灯闪烁表示系统故障，绿灯闪烁表示系统正正运行，黄灯闪烁表示待机或者代上下料等，并且各灯可按不同频率闪烁，代表不同的内容。

电气系统安装柜103位于固定台板101下部，安装柜内部用以安装和放置工控机(即控制系统)等部分。显示屏104用以显示具体详细的设备工作进程、芯片检测结果及故障提示等。输入装置105可用以控制设备运行及相关设备运行参数修改等。

进一步地，料盘自动上料装置200固定在固定台板101上，主要由多个第一导向板201、第一移动板202、顶升装置203、分离装置204及传动装置205组成，可将由人工放置到设备指定位置的成摞摆满芯片的料盘，从上料区a一一移动到芯片待测区b，待芯片机械手上料拾取装置300对待测区b料盘上的预定数量(例如可以是4个、6个、8个等等)芯片进行拾取。待上料区a最后一个料盘移完后，系统发出提示声，提示操作人员续放料盘。

多个所述第一导向板201固定设置在固定台板101上，形成容纳腔，用于容纳多个由上至下层叠放置且盛满所述待检测芯片的料盘，并能够在料盘进行放置时形成沿其层叠方向的导向。其中，第一导向板201主要起到人员放置料盘时导向作用，可由钣金件或机加工件制成，但并不局限于此，结构形式也不局限于图示结构。

第一移动板202位于第一导向板201下方(固定台板101开设有通孔，以使得容纳腔最底部的料盘能够放置到第一移动板202上)，并可由传动装置205驱动并沿第一导轨205a移动。第一移动板202顶部加工有具有和料盘底部相匹配的定位结构，可对料盘位置进行定位，防止料盘在移动过程中，产生滑动。其中，传动装置205不局限于图中电机同步带传动方式，如丝杠传动、气缸传动等任何可提供传动条件的结构均在保护范围之内。

顶升装置203由气缸及直线轴承结构构成，可使第一移动板202沿垂直方向并带动其上的料盘进行上下动作，以适应第一移动板202自身移动及空料盘输送装置400对其上的料盘进行夹取。顶升装置203不局限于图中气缸及直线轴承结构方式，如电缸提升等任何可提供提升条件的结构均在保护范围之内。

分离装置204安装在上料区a容纳腔的料盘两侧，通过组合气缸动作，可使待上料料盘与下一个料盘分离一定间距，使得每一次能够将容纳腔最底部的一个料盘与其顶部其他料盘进行分离，以便于待上料料盘顺利随移动板202移出。

进一步地，芯片机械手上料拾取装置300固定于固定台板101上，由行走装置301及抓手302构成，行走装置301由两个丝杠滑台十字垂直安装组成，使抓手302可由行走装置301带动沿x轴和y轴两个方向动作，在上料装置待测区b及测试工位区上方行走。可实现对待测区b上料盘中的芯片进行拾取，并通过行走装置301行走放置到测试工位测试连接端口601。

行走装置301不局限于图中丝杠滑台结构形式，如直线电机、皮带滑台、气动滑台等可提供行走条件的结构形式，均在本专利保护范围内。

抓手302由阵列式真空吸盘或气动夹具构成，可一次抓取数个吸盘，具体数量可根据测试系统工位而定。抓手可沿垂直方向可进行动作，用以将抓取的芯片提起及下落至合适的高度位置。

进一步地，空料盘输送装置400固定于固定台板101上，包括夹持组成401、输送组成402等，用以将上料装置待测区b料盘中芯片抓取后的空料盘移开，以便于上料区a满料盘移来。并可将上料装置待测区b移动板202上的空料盘输送至料盘自动下料装置分拣区c。

空料盘输送装置400除了所包含待测区b输送位及分拣区c输送位之外，还包含一个空盘中转区e,空盘中转区e料盘放置板可上下升降，可实现穿料盘临时存储功能，其可存储料盘数量不小于分拣区c料盘工位数量，以防止分拣区c料盘末满，待测区b料盘抓空需要移走的情况，作为料盘临时存放用。其中，输送组成402不局限于图中电机丝杠的结构形式，如皮带传动、链条传动、气缸传动等所有可提供待功能的结构，均在本专处保护范围内。通过空料盘输送装置400，使得上料装置待测区料盘取空之后，不需直接下料空盘，而是通过空盘输送装置输送到分拣区下料装置的各分拣工位。

分拣区c可使芯片根据测试结果，按要求分类，每一个分拣区工位即是一下料盘自动下料装置700。

进一步地，测试工位系统600可以包括芯片测试连接端口601、拍照系统602、环境源603等构成。所述芯片测试连接端口601安装固定于固定台板101指定位置。

环境源603可为芯片测试提供所需要环境，如红外辐射等。其可通过气缸按要求传动到测试工位指定位置。环境源603传动可通过气缸实现，但不局限此结构，任何可起到传动作用的结构均可。

拍照系统602可对机械手上料拾取装置300抓取的芯片上的编号进行拍照，用以将测试结果与其编号对应便于存档，进一步减轻工人的工作量，并避免了人工操作错误。测试连接端口601用于与芯片内部通信连接并实现数据的交换，通过测试机处理完成芯片性能参数的测试。

进一步地，料盘自动下料装置700固定在固定台板101上，主要由多个第二导向板701、第二移动板702、顶升机构703、分离机构704及传动机构705组成，可将分拣区c摆满芯片的料盘，从分拣区c一一移动到下料区d，并自动摞成一摞，满摞后系统发出提示声，由操作人员取走。

多个第二导向板701固定设置在固定台板101上，形成容纳腔，用于容纳多个由上至下层叠放置且盛满检测后芯片的料盘，并能够在料盘进行放置时形成沿其层叠方向的导向；其中，第二导向板701主要起到顶升摆满芯片的料盘时导向作用，可由钣金件或机加工件制成，但并不局限于此，结构形式也不局限于图示结构。

第二移动板702位于第二导向板701下方(同样，在固定台板101开设有通孔，以使得第二移动板702上的料盘能够从最底部进入容纳腔)，并可由传动机构705驱动并沿第二导轨705a移动。第二移动板702顶部加工有具有和料盘底部相匹配的定位结构，可对料盘位置进行定位，防止料盘在移动过程中，产生滑动。其中，传动机构705不局限于图中电机同步带传动方式，如丝杠传动、气缸传动等任何可提供传动条件的结构均在保护范围之内。

顶升机构703由气缸及直线轴承结构构成，可使第二移动板702沿垂直方向并带动其上的料盘进行上下动作，以适应第二移动板702自身移动及空料盘输送装置400所夹取的料盘的放置。

顶升机构703不局限于图中气缸及直线轴承结构方式，如电缸提升等任何可提供提升条件的结构均在保护范围之内。

分离机构704安装在下料区d料盘两侧，可使通过第二移动板702移动来的装满芯片的料盘，通过顶升机构703将料盘顶起后卡在分离机构704上面，每一次能够将一个从容纳腔最底部进入容纳腔中的料盘进行固定，并逐渐摞成一摞。

进一步地，芯片机械手分拣拾取装置500固定在固定台板101上，由行走机构501及抓手机构502构成，行走装置501由两个丝杠滑台十字垂直安装组成，使抓手502可由行走机构501带动沿x轴和y轴两个方向动作，在测试工位区及下料装置分拣区c上方行走。可实现对测试工位区测试连接端口601上的芯片进行拾取，并根据测试结果将芯片放置到相应的下料装置分拣区c的导向板701上。其中，行走机构501不局限于图中丝杠滑台结构形式，如直线电机、皮带滑台、气动滑台等可提供行走条件的结构形式，均在本专利保护范围内。

抓手502由与测试工位对应的阵列真空吸盘或气动夹具构成，可一次抓取数个吸盘，具体数量可根据测试系统工位而定。抓手可沿垂直方向可进行动作，用以将抓取的芯片提起及下落至合适的高度位置。

进一步地，控制系统可以采用目前已知的多种适合的控制器，例如微信计算机、plc控制器、工控机等等。

综上所述，本申请的红外焦平面阵列芯片自动化测试设备，能够代替了人工劳作，大大提高了红外焦平面阵列芯片的测试效率，并直接根据测试结构对芯片进行分类，并可直接将各芯片编号及测试结果进行存档记录或出具检测报告。与现有技术相比，本发明的红外焦平面阵列芯片参数性能自动化测试设备定位精准、生产效率高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。