裝片機(jī)漏晶檢測器的改造——reflection反射功能

杜椿楣

(南通富士通微電子股份有限公司，江蘇南通226006)

幾乎所有的顧客都會依據(jù)《質(zhì)量協(xié)議》針對CV（來料數(shù)和裝片數(shù)的差異）提出賠償要求，這就要求裝片機(jī)的漏晶檢測功能要達(dá)到準(zhǔn)確無誤。但就工廠目前的ESEC裝片機(jī)設(shè)備情況來看，月平均備件的耗用就是69 000.00元。漏晶檢測器單從供應(yīng)商ESEC購買需3 570美元/只，外送修復(fù)困難且價(jià)格不菲，同時(shí)修復(fù)的成功率又很低，至今只有一個修復(fù)的案例。這里利用reflection反射功能的原理，重新設(shè)計(jì)一款可靠、耐用、經(jīng)濟(jì)的漏晶檢測裝置，達(dá)到降本減耗、提升產(chǎn)品質(zhì)量的目的.

1 設(shè)計(jì)過程

1.1 漏晶檢測的目的

漏晶檢測就是檢測吸嘴是否有芯片，防止吸嘴在沒有芯片的狀態(tài)下繼續(xù)裝片，導(dǎo)致沾污芯片（如圖1所示），此類現(xiàn)象被稱為“沾污”。

圖1 被沾污的芯片

1.2 漏晶檢測的方法

目前ESEC裝片機(jī)漏晶檢測的方法有3種，即：漏晶檢測器（用于檢測小芯片）、真空、和光束傳感器，分別如圖2、圖3、圖4所示。

1.2.1 漏晶檢測器（用于檢測小芯片）

工作原理：通過傳感器的發(fā)光源發(fā)射光線，當(dāng)吸嘴吸取芯片后且在小芯片傳感器處，接收源接收不到光線，此時(shí)機(jī)臺判斷為有芯片。反之，接收源接收到光線，機(jī)臺判斷為無芯片。小芯片傳感器是通過芯片厚度來判斷是否有芯片.

圖2 漏晶檢測器

圖3 真空

圖4 光束傳感器

小芯片傳感器缺陷：

(1)當(dāng)芯片厚度＜200 μm時(shí)，小芯片傳感器無法判斷是否有芯片。

（2）當(dāng)芯片厚度在臨界200 μm時(shí)，小芯片傳感器感應(yīng)芯片不靈敏。

由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷，插口容易掉落，導(dǎo)致插口卡在圓片夾上，會造成24 V短路，有可能引起驅(qū)動板的燒毀，更容易引起24 V變壓器的燒壞，帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2.2 真空

工作原理：真空檢測靠壓力傳感器板來控制。

優(yōu)點(diǎn)：焊頭從吸芯片到裝片過程中全程監(jiān)控，不會碰到異物而造成芯片掉落。大芯片檢測效果頗佳。

缺點(diǎn)：作業(yè)小芯片真空變化度不大。

1.2.3 光束傳感器

優(yōu)點(diǎn)：靈敏度較高。缺點(diǎn)：漏晶檢測頭（接收源）污染后會導(dǎo)致漏晶不良，線易斷，而且一定要緊閉不能漏光。

2 改造設(shè)計(jì)思路

利用反射功能的原理，設(shè)計(jì)了一款可靠、耐用、經(jīng)濟(jì)的漏晶檢測裝置。只要黑色吸嘴上有芯片，通過該裝置，就可檢測。原理及實(shí)物見圖5，圖6。

圖5 測試原理

圖6 改造后的機(jī)構(gòu)

反射漏晶檢測器的工作原理：吸嘴顏色為黑色，芯片背面顏色為白色且可以反光，傳感器通過白色反光來感應(yīng)芯片，再通過調(diào)節(jié)24 V放大器的靈敏度，使傳感器處于最佳靈敏狀態(tài)。我們利用FS2-60(光電放大器）代替，（光電放大器的工作原理：光電開關(guān)的工作原理是根據(jù)投光器發(fā)出的光束，被物體阻斷或部分反射，受光器最終據(jù)此做出判斷，利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路反射而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可檢測，如圖7所示）。

輸出線顏色、動作模式、連接見表1。

對于24 V傳感器來言：PNP的傳感器，輸出高電平＋24 V。NPN的傳感器，輸出低電平0 V。

圖5 光電傳感器的基本結(jié)構(gòu)

表1 動作模式、連接

3 實(shí)踐驗(yàn)證

（1）吸嘴上無芯片，無論如何調(diào)節(jié)反射漏晶檢測器，傳感器不會誤感應(yīng)為有芯片。

（2）吸嘴上無芯片，且將吸嘴上涂滿銀漿，無論如何調(diào)節(jié)反射漏晶檢測器，傳感器不會誤感應(yīng)為有芯片，放大器無變化。

（3）將吸嘴取走，只剩頂頭裝置（用于裝橡膠吸嘴的），無論如何調(diào)節(jié)反射漏晶檢測器，sensor不會誤感應(yīng)為有芯片，放大器無變化。

優(yōu)點(diǎn)：隨著現(xiàn)在越來越多的客戶使用超薄芯片，用反射裝置檢測效果都很好.而且編程時(shí)較方便，裝置價(jià)格便宜。

缺點(diǎn)：ESEC2008高速設(shè)備作業(yè)小芯片時(shí)，作業(yè)困難。越小的芯片就越難調(diào)節(jié)。

實(shí)施前后數(shù)據(jù)對比見表2。

表2 實(shí)施前后數(shù)據(jù)對比

4 總 結(jié)

（1）隨著目前芯片的厚度越來越薄的現(xiàn)象，漏晶檢測難以檢測的問題通過反射功能可以緩解。

（2）杜絕了芯片沾污不報(bào)警的現(xiàn)象以及漏晶檢測器壞不必要的備件耗損。

（3）提高了產(chǎn)品質(zhì)量與合格率。

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