一种晶圆芯片产品测试编带设备及其加工方法与流程

1.本发明涉及晶圆芯片加工技术领域，具体涉及一种晶圆芯片产品测试编带加工设备及其加工方法。


背景技术：

2.晶圆片级芯片规模封装(wafer level chip scale packaging，简称wlcsp)，即晶圆级芯片封装方式，不同于传统的芯片封装方式(先切割再封测，而封装后至少增加原芯片20％的体积)，此种最新技术是先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成一个个的ic颗粒，因此封装后的体积即等同ic裸晶的原尺寸。
3.在晶圆片级芯片规模封装产品的后段生产工艺制造过程中，需要高速、精准、可靠的从晶圆蓝膜中拾取，并且快速高效的进行定位校正、电性测试、视觉检测、激光打标、产品分类、编带封装等工序。由于这种芯片级封装，具有面积与厚度小、承受压力力小等特点，对这种微小的芯片产品实现高效的拾取与转移是有一定技术难度。传统做法先是通过固晶摆臂从晶圆蓝膜中拾取产品后，再经过另一台设备进行测试，最后经取放机构进行转移其一台编带机进行封装编带。这种做方法，在生产制造过程中，需求的设备机种较多，要求芯片产品中转次数较多，工序较长，各种设备结构复杂，容易在过程中对芯片产品造成暗裂、划伤、损伤等问题，而且这种生产方式重复定位精度不高，需要多种设备配套使用，且生产效率较低，成品良率不高，造成了实际生产成本较高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种晶圆芯片产品测试编带设备及其加工方法，以解决上述背景技术中提出的需求的设备机种较多，要求芯片产品中转次数较多，工序较长，各种设备结构复杂，容易在过程中对芯片产品造成暗裂、划伤、损伤等问题，而且这种生产方式重复定位精度不高，需要多种设备配套使用，且生产效率较低，成品良率不高，造成了实际生产成本较高问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种晶圆芯片产品测试编带设备，其特征在于，包括用于为整个设备提供电源动力的设备电箱机柜，设备电箱机柜的底端设置有多个万向轮，所述设备电箱机柜包括：
7.工作台，所述工作台采用大理石材质，且工作台与设备电箱机柜的尺寸相同；
8.龙门立臂机构，所述龙门立臂机构呈倒u形，龙门立臂机构的底端螺栓连接在工作台的两侧表面，且龙门立臂机构的一端与工作台之间设置有一定距离，用于固定其底端活动设置的真空转塔模组，使真空转塔模组在工作台的正上方进行竖向移动，所述龙门立臂机构的顶端表面设置有操作显示系统，龙门立臂机构的顶端表面远离操作显示系统的一侧设置探照灯；
9.晶圆盘升降机构，所述晶圆盘升降机构设置在工作台表面远离龙门立臂机构的一侧，且晶圆盘升降机构的一侧表面与龙门立臂机构底端一面相抵接。
10.优选的，所述真空转塔模组包括直线下压机构和取放吸嘴装置，真空转塔模组的底端设置有dd电机和驱动装置，用于旋转驱动真空转塔模组底端的取放吸嘴装置，取放吸嘴装置的一侧与直线下压机构的输出端固定连接，直线下压机构垂直设置在真空转塔模组的底端。
11.优选的，所述晶圆盘升降机构包括晶圆视觉相机装置、晶圆旋转校准装置、晶圆顶针装置、晶圆盘夹持装置、晶圆xy轴工作台、晶圆盘取放装置、晶圆盘堆放装置和晶圆盘回收装置，晶圆视觉相机装置设置在真空转塔模组的一侧位于取放吸嘴装置的上端，所述晶圆视觉相机装置的底端设置有晶圆旋转校准装置，晶圆旋转校准装置的底端设置有晶圆顶针装置，晶圆旋转校准装置远离晶圆视觉相机装置的一侧设置有晶圆盘夹持装置，晶圆盘升降机构的顶端表面设置有晶圆盘堆放装置，晶圆盘升降机构顶端表面远离晶圆盘堆放装置的一侧设置有晶圆盘回收装置，沿晶圆盘回收装置和晶圆盘堆放装置外表面圆周方向均设置有多个固定杆，且多个固定杆的一端插接在晶圆盘升降机构的内部。
12.优选的，所述晶圆盘升降机构的一侧靠近晶圆盘回收装置的一端设置有晶圆xy轴工作台，所述晶圆xy轴工作台包括取放手y轴装置、取放手x轴装置和盘取放装置，晶圆xy轴工作台的顶端表面螺栓连接有取放手y轴装置，取放手y轴装置的顶端表面滑动连接的有取放手x轴装置，取放手y轴装置与取放手x轴装置呈t字形垂直设置，且取放手x轴装置通过取放手y轴装置活动安装在晶圆xy轴工作台上，所述盘取放装置滑动安装在取放手x轴装置上远离取放手y轴装置的一端。
13.优选的，所述真空转塔模组外沿位于取放吸嘴装置的上端设置有芯片处理装置，所述芯片处理装置包括编带封装模组、不良回收装置、清料回收装置、第一芯片位置校正装置、电性测试装置、第二芯片位置校正装置和芯片视觉外观检查装置，所述编带封装模组、不良回收装置、清料回收装置、第一芯片位置校正装置、电性测试装置、第二芯片位置校正装置和芯片视觉外观检查装置依次沿真空转塔模组的外表面半圆方向均匀设置，所述第一芯片位置校正装置与清料回收装置位于真空转塔模组的两端竖直设置。
14.优选的，所述晶圆视觉相机装置与晶圆旋转校准装置同轴设置。
15.优选的，所述真空转塔模组、直线下压机构、取放吸嘴装置、dd电机和驱动装置共同组成真空转塔系统。
16.优选的，所述晶圆视觉相机装置、晶圆旋转校准装置、晶圆顶针装置、晶圆盘夹持装置和晶圆xy轴工作台共同组成晶圆上料系统。
17.优选的，所述编带封装模组、不良回收装置、清料回收装置、电性测试装置、和芯片视觉外观检查装置共同组成芯片处理系统。
18.一种晶圆芯片产品测试编带的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
19.s1)：将经过扩膜好的芯片产品晶圆盘放置入晶圆盘堆料区，晶圆盘升降机构将晶圆盘升降至待工作位置；
20.s2)：晶圆盘取放装置通过取放手y轴装置和取放手x轴装置运动至晶圆盘堆放装置上的晶圆盘上方，晶圆盘取放装置抓取一片晶圆盘，运送至晶圆xy轴工作台，晶圆盘夹持装置夹持紧固住晶圆盘；
21.s3)：晶圆视觉相机装置采集晶圆信息，晶圆旋转纠正装置对晶圆盘进行角度修正，同时视觉相机拍照收集晶圆芯片产品的位置信息数据；
22.s4)：真空转塔系统的真空转塔模设置的取放吸嘴装置，在直线下压装置的作用下，以及与晶圆顶针装置的配合下，快速的拾取晶圆芯片产品；
23.s5)：真空转塔系统的真空转塔模，快速的拾取晶圆芯片产品，然后真空转塔系统的真空转塔模，将晶圆芯片产品转移至第一芯片位置校正装置，对晶圆芯片产品位置纠正处理，确保所有晶圆芯片产品位置一致；
24.s6)：真空转塔系统的真空转塔模，然后真空转塔系统的真空转塔模组，将晶圆芯片产品转移至电性测试装置，对晶圆芯片产品进行电性测试，测试机系统记录相关电性参数信息并提供后工序处理；
25.s7)：真空转塔系统的真空转塔模，处理完成后再将晶圆芯片产品转移至第二芯片位置校正装置处，对晶圆芯片产品位置再作纠正处理，确保所有晶圆芯片产品位置一致；
26.s8)：真空转塔系统的真空转塔模，将晶圆芯片产品转移至芯片视觉外观检查装置，相机记录相关电性参数信息并提供后工序处理，设备总控制系统对晶圆芯片产品信息处理；
27.s9)：设备总控制系统对晶圆芯片产品信息处理，合格晶圆芯片产品转移至编带封装模组，不良品转移至不良回收装置；
28.s10)：最后真空转塔系统的真空转塔模组底端设置的取放吸嘴装置下尾料产品，转移至清料回收装置。
29.与现有技术相比，本发明提供了一种晶圆芯片产品测试编带设备及其加工方法，具备以下有益效果：
30.本发明通过晶圆上料系统、真空转塔系统和关芯片处理系统进行合理布局组成，通过其之间的密切配合，可以使晶圆芯片产品在同一台设备上进行高速、精准、可靠的空间位置转移，实现了对晶圆芯片产品快速从晶圆蓝膜中拾取，并快速的应对晶圆芯片产品进行定位校正、电性测试、视觉检测和编带包装工序的生产处理，方便晶圆芯片产品生产制造过程中工艺拓展与兼容，通过真空转塔系统、晶圆上料系统和芯片处理系统结合配合使用，同时可以将多台设备整事成一台设备，缩小了多台设备对晶圆芯片产品生产转移误差小，避免在过程中对晶圆芯片产品造成暗裂、划伤、损伤等问题，方便对晶圆芯片产品后段生产制造过程中的处理加工，节省人力，且提高了生产效率。
附图说明
31.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
32.图1为本发明提出的一种晶圆芯片产品测试编带设备一个视角下立体结构示意图；
33.图2为本发明提出的一种晶圆芯片产品测试编带设备另一个视角下立体结构示意图；
34.图3为本发明提出的一种晶圆芯片产品测试编带设备侧视结构示意图；
35.图4为本发明提出的一种晶圆芯片产品测试编带设备俯视结构示意图；
36.图5为本发明提出的一种晶圆芯片产品测试编带设备局部立体结构示意图；
37.图6为本发明提出的一种晶圆芯片产品测试编带设备检测原理图；
38.图7为本发明提出的一种晶圆芯片产品测试编带设备检测系统流程图；
39.图8为本发明提出的一种晶圆芯片产品测试编带的加工方法操作流程图；
40.图中：1、设备电箱机柜；2、工作台；3、龙门立臂机构；4、晶圆盘升降机构；5、操作显示系统；6、真空转塔模组；7、直线下压机构；8、取放吸嘴装置；9、编带封装模组；10、不良回收装置；11、清料回收装置；12、第一芯片位置校正装置；13、电性测试装置；14、第二芯片位置校正装置；15、芯片视觉外观检查装置；16、晶圆视觉相机装置；17、晶圆旋转校准装置；18、晶圆顶针装置；19、晶圆盘夹持装置；20、晶圆xy轴工作台；21、取放手y轴装置；22、取放手x轴装置；23、晶圆盘取放装置；24、晶圆盘堆放装置；25、晶圆盘回收装置。
具体实施方式
41.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
42.请参阅图1
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3，本发明提供一种技术方案：
43.一种晶圆芯片产品测试编带设备，包括用于为整个设备提供电源动力的设备电箱机柜1，设备电箱机柜1，与外界电源电性连接，为整个装置提供电能，设备电箱机柜1的底端设置有多个万向轮，设备电箱机柜1的底端远离万向轮的一侧设置有调节立柱，通过立柱加工设备电箱机柜1防止在地面上，且在移动时可将立柱旋转上升，从而使万向轮与地面接触移，便于移动设备电箱机柜1，设备电箱机柜1包括：
44.工作台2，工作台2采用大理石材质，且工作台2与设备电箱机柜1的尺寸相同，工作台2用工安装龙门立臂机构3和晶圆盘升降机构4；
45.龙门立臂机构3，龙门立臂机构3呈倒u形，龙门立臂机构3的底端螺栓连接在工作台2的两侧表面，且龙门立臂机构3的一端与工作台2之间设置有一定距离，用于固定其底端活动设置的真空转塔模组6，使真空转塔模组6在工作台2的正上方进行竖向移动，龙门立臂机构3的顶端表面设置有操作显示系统5，便于工作人员操作和观察显示工作的状况，龙门立臂机构3的顶端表面远离操作显示系统5的一侧设置探照灯，当光线不足时，为整个设备提供良好的照明环境，从而使工作人员便于对晶圆芯片产品测试；
46.晶圆盘升降机构4，晶圆盘升降机构4设置在工作台2表面远离龙门立臂机构3的一侧，且晶圆盘升降机构4的一侧表面与龙门立臂机构3底端一面相抵接，龙门立臂机构3垂直设置在工作台2表面，且晶圆盘升降机构4呈l形设置在工作台2表面，龙门立臂机构3的一端与晶圆盘升降机构4呈l形与工作台2垂直设置。
47.真空转塔模组6包括直线下压机构7和取放吸嘴装置8，真空转塔模组6的底端设置有dd电机和驱动装置，dd电机和驱动装置用于带动真空转塔模组6在龙门立臂机构3的底端转动，用于旋转驱动真空转塔模组6底端的取放吸嘴装置8，取放吸嘴装置8的一侧与直线下压机构7的输出端固定连接，直线下压机构7垂直设置在真空转塔模组6的底端，直线下压机构7用于带动取放吸嘴装置8向下移动。
48.请参阅图4和图5，晶圆盘升降机构4包括晶圆视觉相机装置16、晶圆旋转校准装置17、晶圆顶针装置18、晶圆盘夹持装置19、晶圆xy轴工作台20、晶圆盘取放装置23、晶圆盘堆
放装置24和晶圆盘回收装置25，晶圆视觉相机装置16设置在真空转塔模组6的一侧位于取放吸嘴装置8的上端，晶圆视觉相机装置16的底端设置有晶圆旋转校准装置17，晶圆视觉相机装置16与晶圆旋转校准装置17同轴设置，便于晶圆视觉相机装置16对晶圆芯片产品的信息采集，晶圆旋转校准装置17的底端设置有晶圆顶针装置18，晶圆顶针装置18与直线下压装置7、取放吸嘴装置8配合拾取晶圆芯片产品，晶圆旋转校准装置17远离晶圆视觉相机装置16的一侧设置有晶圆盘夹持装置19，用于夹持固定晶圆芯片产品，晶圆盘升降机构4的顶端表面设置有晶圆盘堆放装置24，用于堆放晶圆芯片产品，晶圆盘升降机构4顶端表面远离晶圆盘堆放装置24的一侧设置有晶圆盘回收装置25，将回收的晶圆芯片产品放置在晶圆盘回收装置25上，沿晶圆盘回收装置25和晶圆盘堆放装置24外表面圆周方向均设置有多个固定杆，且多个固定杆的一端插接在晶圆盘升降机构4的内部，多个固定杆用于加固固定晶圆芯片产品，防止其滑落工作台2跌至地面。
49.请参阅图4和图5，晶圆盘升降机构4的一侧靠近晶圆盘回收装置25的一端设置有晶圆xy轴工作台20，晶圆xy轴工作台20包括取放手y轴装置21、取放手x轴装置22和盘取放装置23，晶圆xy轴工作台20的顶端表面螺栓连接有取放手y轴装置21，取放手y轴装置21的顶端表面滑动连接的有取放手x轴装置22，取放手y轴装置21与取放手x轴装置22呈t字形垂直设置，且取放手x轴装置22通过取放手y轴装置21活动安装在晶圆xy轴工作台20上，盘取放装置23滑动安装在取放手x轴装置22上远离取放手y轴装置21的一端，盘取放装置23通过取放手y轴装置21和取放手x轴装置22在晶圆xy轴工作台20上移动，从而实现对晶圆芯片产品的搬运。
50.请参阅3和图4，真空转塔模组6外沿位于取放吸嘴装置8的上端设置有芯片处理装置，芯片处理装置包括编带封装模组9、不良回收装置10、清料回收装置11、第一芯片位置校正装置12、电性测试装置13、第二芯片位置校正装置14和芯片视觉外观检查装置15，编带封装模组9、不良回收装置10、清料回收装置11、第一芯片位置校正装置12、电性测试装置13、第二芯片位置校正装置14和芯片视觉外观检查装置15依次沿真空转塔模组6的外表面半圆方向均匀设置，第一芯片位置校正装置12设置在真空转塔模组6的检查开头处，对晶圆芯片产品机进行位置调整摆正防止影响电性测试，第二芯片位置校正装置14设置在电性测试装置13与芯片视觉外观检查装置15之间，用于对电形测试后的晶圆芯片产品机芯热吃位置调整防止晶圆芯片产品在电性测试时发生移位，第一芯片位置校正装置12与清料回收装置11位于真空转塔模组6的两端竖直设置。
51.请参阅图3
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7，真空转塔模组6、直线下压机构7、取放吸嘴装置8、dd电机和驱动装置共同组成真空转塔系统，晶圆视觉相机装置16、晶圆旋转校准装置17、晶圆顶针装置18、晶圆盘夹持装置19和晶圆xy轴工作台20共同组成晶圆上料系统，真空转塔系统配合晶圆上料系统实现晶圆芯片产品的自动上下料，编带封装模组9、不良回收装置10、清料回收装置11、电性测试装置13、和芯片视觉外观检查装置15共同组成芯片处理系统，芯片处理系统通过真空转塔模组自动完成对晶圆芯片产品的电性测试、视觉检测和编带包装工序的生产处理。
52.一种晶圆芯片产品测试编带的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
53.s1)：将经过扩膜好的芯片产品晶圆盘放置入晶圆盘堆料区，晶圆盘升降机构将晶圆盘升降至待工作位置；
54.s2)：晶圆盘取放装置通过取放手y轴装置和取放手x轴装置运动至晶圆盘堆放装置上的晶圆盘上方，晶圆盘取放装置抓取一片晶圆盘，运送至晶圆xy轴工作台，晶圆盘夹持装置夹持紧固住晶圆盘；
55.s3)：晶圆视觉相机装置采集晶圆信息，晶圆旋转纠正装置对晶圆盘进行角度修正，同时视觉相机拍照收集晶圆芯片产品的位置信息数据；
56.s4)：真空转塔系统的真空转塔模设置的取放吸嘴装置，在直线下压装置的作用下，以及与晶圆顶针装置的配合下，快速的拾取晶圆芯片产品；
57.s5)：真空转塔系统的真空转塔模，快速的拾取晶圆芯片产品，然后真空转塔系统的真空转塔模，将晶圆芯片产品转移至第一芯片位置校正装置，对晶圆芯片产品位置纠正处理，确保所有晶圆芯片产品位置一致；
58.s6)：真空转塔系统的真空转塔模，然后真空转塔系统的真空转塔模组，将晶圆芯片产品转移至电性测试装置，对晶圆芯片产品进行电性测试，测试机系统记录相关电性参数信息并提供后工序处理；
59.s7)：真空转塔系统的真空转塔模，处理完成后再将晶圆芯片产品转移至第二芯片位置校正装置处，对晶圆芯片产品位置再作纠正处理，确保所有晶圆芯片产品位置一致；
60.s8)：真空转塔系统的真空转塔模，将晶圆芯片产品转移至芯片视觉外观检查装置，相机记录相关电性参数信息并提供后工序处理，设备总控制系统对晶圆芯片产品信息处理；
61.s9)：设备总控制系统对晶圆芯片产品信息处理，合格晶圆芯片产品转移至编带封装模组，不良品转移至不良回收装置；
62.s10)：最后真空转塔系统的真空转塔模组底端设置的取放吸嘴装置下尾料产品，转移至清料回收装置。
63.本发明在使用时，将经过扩膜好的芯片产品晶圆盘放置入晶圆盘堆放装置24，晶圆盘升降机构4将晶圆盘升降至待工作位置，晶圆盘取放装置23通过取放手y轴装置21和取放手x轴装置22运动至晶圆盘堆放装置24上的晶圆盘上方，晶圆盘取放装置23抓取一片晶圆盘，运送至晶圆xy轴工作台20，晶圆盘夹持装置19夹持紧固住晶圆盘，晶圆视觉相机装置16采集晶圆信息，晶圆旋转纠正装置17对晶圆盘进行角度修正，同时视觉相机拍照收集晶圆芯片产品的位置信息数据，真空转塔系统的取放吸嘴装置8，在直线下压装置7的作用下，以及与晶圆顶针装置18的配合下，快速的拾取晶圆芯片产品，然后真空转塔系统的真空转塔模,6，将晶圆芯片产品转移至第一芯片位置校正装置12，对晶圆芯片产品位置纠正处理，确保所有晶圆芯片产品位置一致。然后真空转塔系统的真空转塔模组6，将晶圆芯片产品转移至电性测试装置13，对晶圆芯片产品进行电性测试，测试机系统记录相关电性参数信息并提供后工序处理，处理完成后再将晶圆芯片产品转移至第二芯片位置校正装置14处，对晶圆芯片产品位置再作纠正处理，确保所有晶圆芯片产品位置一致，将晶圆芯片产品转移至芯片视觉外观检查装置15，相机记录相关电性参数信息并提供后工序处理，设备总控制系统对晶圆芯片产品信息处理，合格晶圆芯片产品转移至编带封装模组9，不良品转移至不良回收装置10，最后真空转塔系统的真空转塔模组6底端设置的取放吸嘴装置8下尾料产品，转移至清料回收装置11，本发明通过晶圆上料系统、真空转塔系统和关芯片处理系统进行合理布局组成，可以将多台设备整事成一台设备，缩小了多台设备对晶圆芯片产品生产
转移误差小，避免在过程中对晶圆芯片产品造成暗裂、划伤、损伤等问题，方便对晶圆芯片产品后段生产制造过程中的处理加工，节省人力，且提高了生产效率。
64.综上所述，本发明的优点在于：
65.本发明通过晶圆上料系统、真空转塔系统和关芯片处理系统进行合理布局组成，通过其之间的密切配合，可以使晶圆芯片产品在同一台设备上进行高速、精准、可靠的空间位置转移，实现了对晶圆芯片产品快速从晶圆蓝膜中拾取，并快速的应对晶圆芯片产品进行定位校正、电性测试、视觉检测和编带包装工序的生产处理，方便晶圆芯片产品生产制造过程中工艺拓展与兼容，通过真空转塔系统、晶圆上料系统和芯片处理系统结合配合使用，同时可以将多台设备整事成一台设备，缩小了多台设备对晶圆芯片产品生产转移误差小，避免在过程中对晶圆芯片产品造成暗裂、划伤、损伤等问题，方便对晶圆芯片产品后段生产制造过程中的处理加工，节省人力，且提高了生产效率。
66.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。