單個晶圓轉盒的控制電路及其裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例提供了一種單個晶圓轉盒的控制電路及其裝置，包括驅動模塊、檢測模塊和主控模塊，所述驅動模塊控制取放臂將運輸盒的單個晶圓進行取片至測試盒進行放片，同時通過檢測模塊檢測所述晶圓的位置是否發生偏移，一旦晶圓的位置發生偏移，主控模塊立即控制驅動模塊停止工作，整個過程可通過人機操作界面實時操作并對晶圓的移動狀態進行監控，避免了將晶圓插斜或者插錯的情況發生，從而提高了晶圓轉盒的效率以及解決了人為操作對晶圓片造成污染和損毀的問題。
【專利說明】
單個晶圓轉盒的控制電路及其裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及晶圓轉盒的技術領域，特別是涉及一種單個晶圓轉盒的控制電路及其裝置。
【背景技術】
[0002]現今，設計并制造一塊12寸晶圓片需要花費約3個月的時間，其中涉及300多道不同的工序，每道工序又需要專門的設備，足以說明一塊12寸的晶圓片的成本價值之高，因此在12寸晶圓片的運輸過程中都需要使用能夠保障晶圓片安全的運輸盒進行運輸發貨。經過市場調查，目前市面上各個廠家使用的運輸盒各有不同，使一些取片設備不能與之一一匹配，因此一般的取片設備都備有能夠與之配套的盒子從而方便取片。這樣就涉及到了一個問題，如何將12寸晶圓片從客戶發貨的運輸盒里轉換到用于測試或者其他加工設備指定的盒子里(以下簡稱測試盒)。
[0003]然而，許多廠家都是直接通過員工手動將運輸盒里的晶圓片一一取出來，再放到測試盒里面去。在這樣的一個操作過程中會出現兩個潛在問題，一:一個盒子能夠放置25片晶圓片，每片晶圓片都有固定的插槽，很容易將晶圓片插斜或者插錯，這樣的情況下在合上蓋子的瞬間就會將錯槽晶圓片損毀;二:就算是在不錯插的情況下，員工帶著橡膠手指套進行操作，很容易就將晶圓片與手指套接觸的部分污染，最后達不到出貨要求;三:根據廠家或者客戶要求，將A盒里指定層的晶圓片取出放至B盒里指定的層數，這時通過人工操作很容易混淆晶圓片的取放層數而放錯位置，這時需要進行單片取放。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型目的在于提供一種單個晶圓轉盒的控制電路及其裝置，旨在解決現有晶圓轉盒效率低以及人為操作對晶圓片造成污染和損毀的問題。
[0005]本實用新型實施例提供了一種單個晶圓轉盒的控制電路，所述控制電路包括:
[0006]外接取放臂，控制所述取放臂在水平方向和豎直方向上移動并將運輸盒的單個晶圓進行取片至測試盒進行放片的驅動模塊；
[0007]與所述驅動模塊相連接，檢測所述晶圓的位置是否發生偏移的檢測模塊；
[0008]同時與所述驅動模塊和檢測模塊相連接，當所述晶圓的位置發生偏移時控制所述驅動模塊停止工作的主控模塊；
[0009]與所述主控模塊相連接，通過觸摸屏進行實時操作并對所述晶圓的移動狀態進行顯示的人機操作界面。
[0010]上述結構中，所述晶圓的位置發生偏移是指晶圓在取放臂上的位置發生偏移或者晶圓在測試盒進行放片后未落入指定位置。
[0011]上述結構中，所述控制電路還包括:
[0012]與所述主控模塊相連接，當所述晶圓的位置發生偏移時發出警報信號的報警模塊。
[0013]上述結構中，主控模塊包括一主控芯片Ul，所述主控芯片Ul包括:
[OOM] 驅動端on、關閉端off、第一數據傳輸端coml、第二數據傳輸端com2、發送端GP1、接收端Rec和報警端bin;
[0015]所述驅動端on和關閉端off同時接所述驅動模塊，所述第一數據傳輸端coml和第二數據傳輸端com2接所述人機操作界面，所述發送端GP10、接收端Rec接所述檢測模塊，所述報警端b in接所述報警模塊。
[0016]上述結構中，所述人機操作界面包括一觸摸屏芯片U2，所述觸摸屏芯片U2包括:
[0017]異步數據端COMl和同步數據端COM2 ；
[0018]所述異步數據端COMl接所述主控芯片Ul的第一數據傳輸端coml，所述同步數據端COM2接所述主控芯片Ul的第二數據傳輸端com2。
[0019]上述結構中，所述驅動模塊包括一驅動芯片U3，所述驅動芯片U3包括:
[0020]控制端Ctrl、啟動端ON和停止端OFF ；
[0021]所述控制端Ctrl接所述取放臂，所述啟動端ON接所述主控芯片Ul的驅動端on，所述停止端OFF接所述主控芯片Ul的關閉端off。
[0022]上述結構中，所述檢測模塊包括一檢測芯片U4，所述檢測芯片U4包括:
[0023]檢測端gp1和發射端Send;
[0024]所述檢測端gp1接所述主控芯片Ul的發送端GP1，所述發射端Send接所述主控芯片Ul的接收端Rec。
[0025]上述結構中，所述報警模塊包括:
[0026]蜂鳴器Tl ；
[0027]所述蜂鳴器Tl接所述主控芯片Ul的報警端bin。
[0028]本實用新型還提供了一種單個晶圓轉盒的裝置，所述裝置包括如上述結構所述的單個晶圓轉盒的控制電路。
[0029]本實用新型實施例提供了一種單個晶圓轉盒的控制電路及其裝置，包括驅動模塊、檢測模塊和主控模塊，所述驅動模塊控制取放臂將運輸盒的單個晶圓進行取片至測試盒進行放片，同時通過檢測模塊檢測所述晶圓的位置是否發生偏移，一旦晶圓的位置發生偏移，主控模塊立即控制驅動模塊停止工作，整個過程可通過人機操作界面實時操作并對晶圓的移動狀態進行監控，避免了將晶圓插斜或者插錯的情況發生，從而提高了晶圓轉盒的效率以及解決了人為操作對晶圓片造成污染和損毀的問題。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型實施例一種單個晶圓轉盒的控制電路的模塊結構示意圖；
[0031]圖2為本實用新型實施例一種單個晶圓轉盒的控制電路的電路連接結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0033]本實用新型實施例提供的一種控制電路，主要應用于單個12寸晶圓轉盒的裝置上，其作用在于完成單個12寸晶圓片從運輸盒到測試盒的互轉，并且能夠利用人機操作界面進行操作與監控。
[0034]圖1示出了本實用新型實施例一種單個晶圓轉盒的控制電路的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。
[0035]—種可設置于單個晶圓轉盒的裝置內的控制電路，包括:
[0036]外接取放臂，控制所述取放臂在水平方向和豎直方向上移動并將運輸盒的單個晶圓進行取片至測試盒進行放片的驅動模塊103;
[0037]與所述驅動模塊103相連接，檢測所述晶圓的位置是否發生偏移的檢測模塊104;
[0038]同時與所述驅動模塊103和檢測模塊104相連接，當所述晶圓片的位置發生偏移時控制所述驅動模塊停止工作的主控模塊101;
[0039]與所述主控模塊101相連接，通過觸摸屏進行實時操作并對所述晶圓的移動狀態進行顯示的人機操作界面102。
[0040]作為本實用新型一實施例，所述控制電路還包括:
[0041]與所述主控模塊101相連接，當所述晶圓的位置發生偏移時發出警報信號的報警模塊105。
[0042]作為本實用新型一實施例，所述晶圓的位置發生偏移是指晶圓在取放臂上的位置發生偏移或者晶圓在測試盒進行放片后未落入指定位置。
[0043]圖2示出了本實用新型實施例提供的一種單個晶圓轉盒的控制電路的電路連接結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分。
[0044]作為本實用新型一實施例，所述主控模塊101包括一主控芯片Ul，所述主控芯片Ul包括:
[0045]驅動端on、關閉端off、第一數據傳輸端coml、第二數據傳輸端com2、發送端GP10、接收端Rec和報警端bin;
[0046]所述驅動端on和關閉端off同時接所述驅動模塊103，所述第一數據傳輸端coml和第二數據傳輸端com2接所述人機操作界面102，所述發送端GP10、接收端Rec接所述檢測模塊104，所述報警端bin接所述報警模塊105。在本實施例中，主控芯片Ul采用了型號FX3U-64MT的主控芯片，當然，主控芯片的型號不做限定，只要能達到與本實施例主控芯片Ul所述的功能作用亦可。
[0047]作為本實用新型一實施例，所述人機操作界面102包括一觸摸屏芯片U2，所述觸摸屏芯片U2包括:
[0048]異步數據端COMl和同步數據端COM2 ；
[0049]所述異步數據端COMl接所述主控芯片Ul的第一數據傳輸端coml，所述同步數據端COM2接所述主控芯片Ul的第二數據傳輸端com2。在本實施例中，觸摸屏芯片U2采用了型號GC4401-W的觸摸屏芯片，當然，觸摸屏芯片的型號不做限定，只要能達到與本實施例觸摸屏芯片U2所述的功能作用亦可。
[0050]所述人機操作界面是采用7英寸TFT真彩LCD屏幕，分辨率達800X480像素，可創建出美觀逼真的操作畫面，通過GP-pro 3.0EX軟件對所述觸摸屏芯片U2進行編程，使其與主控芯片Ul進行實時通訊，實現實時操作與顯示的效果。
[0051]作為本實用新型一實施例，所述驅動模塊103包括一驅動芯片U3，所述驅動芯片U3包括:
[0052]控制端Ctrl、啟動端ON和停止端OFF ；
[0053]所述控制端Ctrl接所述取放臂，所述啟動端ON接所述主控芯片Ul的驅動端on，所述停止端OFF接所述主控芯片Ul的關閉端off。在本實施例中，驅動芯片U3采用了型號MADKT1507CA1的驅動芯片，當然，驅動芯片的型號不做限定，只要能達到與本實施例驅動芯片U3所述的功能作用亦可。
[0054]所述取放臂的X軸、Y軸與Z軸均采用松下A5系列的伺服電機，X軸和Y軸的伺服驅動器型號為:MADKT1507CA1，電機為:MSMJ022G1U;Z軸的伺服驅動器型號為:MADHT1505，電機為MSMD012G1U。松下A5伺服電機速度響應高達2kHZ、適合各種高速定位的工業場合、齒槽轉矩在0.5%以下、分解率高、絕對式編碼器為17bit、增量式編碼器為20bit，以及有四種控制模式可選:轉矩、速度、位置、全閉環控制;其實時自動增益調整達32級，陷波濾波器達4個，極大降低了機械共振；輸入/輸出脈沖頻率可達到4Mpps等，加上其簡單的操作軟件PANATERM 5.0用于12寸晶圓轉盒機這種對位置要求很高的設備十分合適。
[0055]作為本實用新型一實施例，所述檢測模塊104包括一檢測芯片U4，所述檢測芯片U4包括:
[°°56] 檢測端gp1和發射端Send;
[0057]所述檢測端gp1接所述主控芯片Ul的發送端GP1，所述發射端Send接所述主控芯片Ul的接收端Rec。在本實施例中，檢測芯片U4采用了型號EE-SX671的檢測芯片，當然，檢測芯片的型號不做限定，只要能達到與本實施例檢測芯片U4所述的功能作用亦可。
[0058]所述裝置在運行過程中采用了多個傳感器實時監測，形成實時報警系統。在轉盒的放置平臺上有八個用于檢測盒子平穩度的接近開關，兩個接近開關用來區別盒子種類的接近開關，型號都為LXW-5-1-2;還有兩個接近開關用于檢測盒子鎖磁性開關，型號為RN04-N。在取放臂的Z軸處裝有一個反射式傳感器EX26A，一個激光傳感器LRZB250AN和一個真空傳感器ZSE30-01-25-M，所述反射式傳感器用于檢測晶圓在取放臂上的位置是否發生偏移，所述激光傳感器用于檢測盒子放片位置是否存在晶圓，所述真空傳感器用于檢測取放臂上的真空是否達標。在設備的X、Y軸方向與Z軸方向都有用于限位的光電傳感器EE-SX671。
[0059]作為本實用新型一實施例，所述報警模塊105包括:
[0060]蜂鳴器Tl ；
[0061]所述蜂鳴器Tl接所述主控芯片Ul的報警端bin。
[0062]所述裝置在運行過程中，如果檢測到任何一種異常情況都會發出報警信號，裝置立即停止運行、三色燈亮紅燈、蜂鳴器鳴叫、人機操作界面進行提示操作，并將報警形成歷史記錄，以便后期調用。
[0063]本實用新型另一實施例提供的一種單個晶圓轉盒的控制電路及其裝置的工作原理為:
[0064]通過三菱PLC控制X軸(左右軸)、Y軸(前后軸)與Z軸(上下軸)來完成對單個12寸晶圓從運輸盒到測試盒的互轉。首先，將裝有晶圓的盒子(即運輸盒)放在轉盒平臺左側，將空盒(即測試盒)放在轉盒平臺右側，最后在人機操作界面上設定取片與放片的位置。通過檢測模塊檢測后，X軸、Z軸同時移至取片位置，Y軸前移至取片位置，Z軸抬起相應高度將所述晶圓抬起，取放臂開啟真空將晶圓吸住，達到真空標準后，Y軸后退將晶圓取出。Χ、ζ軸同時移至放片位置，Y軸前移至放片位置，關閉真空后Z軸將晶圓放下，Y軸退回后一個流程完成。在整個運行過程中，檢測模塊會全方位進行監測，發現錯誤立即報警暫停或者停止運行，人機操作界面上會顯示故障問題以及解決辦法。
[0065]綜上所述，本實用新型實施例提供了一種單個晶圓轉盒的控制電路及其裝置，包括驅動模塊、檢測模塊和主控模塊，所述驅動模塊控制取放臂將運輸盒的單個晶圓進行取片至測試盒進行放片，同時通過檢測模塊檢測所述晶圓的位置是否發生偏移，一旦晶圓的位置發生偏移，主控模塊立即控制驅動模塊停止工作，整個過程可通過人機操作界面實時操作并對晶圓的移動狀態進行監控，避免了將晶圓插斜或者插錯的情況發生，從而提高了晶圓轉盒的效率以及解決了人為操作對晶圓片造成污染和損毀的問題。本實用新型實施例實現簡單，不需要增加額外的硬件，可有效降低成本，具有較強的易用性和實用性。
[0066]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種單個晶圓轉盒的控制電路，其特征在于，所述控制電路包括: 外接取放臂，控制所述取放臂在水平方向和豎直方向上移動并將運輸盒的單個晶圓進行取片至測試盒進行放片的驅動模塊； 與所述驅動模塊相連接，檢測所述晶圓的位置是否發生偏移的檢測模塊； 同時與所述驅動模塊和檢測模塊相連接，當所述晶圓的位置發生偏移時控制所述驅動模塊停止工作的主控模塊； 與所述主控模塊相連接，通過觸摸屏進行實時操作并對所述晶圓的移動狀態進行顯示的人機操作界面。2.如權利要求1所述的單個晶圓轉盒的控制電路，其特征在于，所述晶圓的位置發生偏移是指晶圓在取放臂上的位置發生偏移或者晶圓在測試盒進行放片后未落入指定位置。3.如權利要求2所述的單個晶圓轉盒的控制電路，其特征在于，所述控制電路還包括: 與所述主控模塊相連接，當所述晶圓的位置發生偏移時發出警報信號的報警模塊。4.如權利要求3所述的單個晶圓轉盒的控制電路，其特征在于，主控模塊包括一主控芯片(Ul)，所述主控芯片(Ul)包括: 驅動端(on)、關閉端(off)、第一數據傳輸端(coml)、第二數據傳輸端(com2)、發送端(GP1)、接收端(Rec)和報警端(bin)； 所述驅動端(on)和關閉端(off)同時接所述驅動模塊，所述第一數據傳輸端(coml)和第二數據傳輸端(com2)接所述人機操作界面，所述發送端(GP10)、接收端(Rec)接所述檢測模塊，所述報警端(bin)接所述報警模塊。5.如權利要求4所述的單個晶圓轉盒的控制電路，其特征在于，所述人機操作界面包括一觸摸屏芯片(U2)，所述觸摸屏芯片(U2)包括: 異步數據端(COMl)和同步數據端(COM2); 所述異步數據端(COMl)接所述主控芯片(Ul)的第一數據傳輸端(coml)，所述同步數據端(COM2)接所述主控芯片(Ul)的第二數據傳輸端(com2)。6.如權利要求5所述的單個晶圓轉盒的控制電路，其特征在于，所述驅動模塊包括一驅動芯片(U3)，所述驅動芯片(U3)包括: 控制端(Ctr I)、啟動端(ON)和停止端(OFF); 所述控制端(Ctrl)接所述取放臂，所述啟動端(ON)接所述主控芯片(Ul)的驅動端(on)，所述停止端(OFF)接所述主控芯片(Ul)的關閉端(off)。7.如權利要求6所述的單個晶圓轉盒的控制電路，其特征在于，所述檢測模塊包括一檢測芯片(U4)，所述檢測芯片(U4)包括: 檢測端(gp1)和發射端(Send)； 所述檢測端(gp1)接所述主控芯片(Ul)的發送端(GP1)，所述發射端(Send)接所述主控芯片(Ul)的接收端(Rec)。8.如權利要求7所述的單個晶圓轉盒的控制電路，其特征在于，所述報警模塊包括: 蜂鳴器(Tl); 所述蜂鳴器(Tl)接所述主控芯片(Ul)的報警端(bin)。9.一種單個晶圓轉盒的裝置，其特征在于，所述裝置包括如權利要求1至8中任一項所述的單個晶圓轉盒的控制電路。
【文檔編號】G05B19/04GK205620704SQ201620228029
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】李曉白, 肖茹茹, 舒雄, 楊再林
【申請人】深圳安博電子有限公司