TW201713939A - 視覺檢測模組及包含該模組的元件檢測系統 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種元件檢測系統，尤其涉及一種執行關於半導體元件視覺檢測的視覺檢測模組及包含該模組的元件檢測系統。本發明揭露一種執行平面形狀為多角形半導體元件(1)的視覺檢測的視覺檢測模組(50)，包括：單一圖像獲得部(100)，獲得半導體元件(1)的第一平面的第一平面圖像及半導體元件(1)的多角形邊側面的側面圖像；第一光路(L1)，使半導體元件(1)的第一平面的第一平面圖像到達單一圖像獲得部(100)；及光學系統，使半導體元件(1)的多角形邊側面的側面圖像各自到達單一圖像獲得部(100)，並且形成多個第二光路(L2)。

Description

視覺檢測模組及包含該模組的元件檢測系統

本發明涉及一種元件檢測系統，更詳細地說，涉及一種執行關於半導體元件視覺檢測的視覺檢測模組及包含該模組的元件檢測系統。

當完成打包程序的半導體設備元件完成老化測試等檢測後，裝載到客戶托架中並且出廠。

並且，在出廠的半導體設備元件的表面，根據雷射等，經過序號、製造商標誌等標識的標誌程序。

並且，半導體設備元件會經過最終是否有導線(lead)或者球柵(ball grid)破損、破裂(crack)、是否有刮痕(scratch)等類似的半導體設備元件的外觀狀態及表面上形成的標誌是否良好而進行檢測的程序。

另外，額外增加檢測如上所述的半導體設備元件的外觀狀態及標誌是否良好的同時，根據其檢測時間及各模組的配置，會影響用於全部程序執行的時間及裝置的大小。

特別是，裝載多個元件的托架裝載，用於各元件的視覺檢測的多個模組，根據檢測後檢測結果的卸載模組構成及配置，裝置的大小會隨之改變。

並且，裝置的大小可以限制安裝在元件檢測線內的元件檢測系統的數量，或者根據預先規定數量的元件檢測系統的安裝，影響用於產生元件的安裝費用。

使本發明的目的有別於如上所述的缺點，其目的在於，一次性獲得半導體元件的表面及關於在其表面鄰接的多個側面的圖像，並且可以執行視覺檢測的視覺檢測模組及包含該模組的元件檢測系統。

本發明是用於達到如上所述的發明目的而進行的創作，本發明提供一種執行平面形狀為多角形半導體元件1的視覺檢測的視覺檢測模組50，其特徵在於，包括：單一圖像獲得部100，獲得所述半導體元件1的第一平面的第一平面圖像及所述半導體元件1的多角形邊側面的側面圖像；第一光路L1，使所述半導體元件1的第一平面的第一平面圖像到達所述單一圖像獲得部100；以及光學系統，使所述半導體元件1的多角形邊側面的側面圖像分別各自到達所述單一圖像獲得部100，並且形成多個第二光路L2。

還可額外包括焦點距離補正部400，安裝在所述光學系統上，並且補正所述第一光路L1及所述第二光路L2的焦點距離差異。

所述焦點距離補正部400可以包括媒介部410，所述媒介部410安裝在所述第一光路L1和第二光路L2上，並且包括具有光可以透過的透明材質媒介。

所述焦點距離補正部400可以包括框架部420，所述框架部420可拆卸地結合於構造物520，並且所述媒介部410可以拆卸地結合於所述框架部420。

所述框架部420相對於所述構造物520是依靠磁力進行可拆卸地結合。

所述光學系統，包括：主反射部件211，使所述第一平面的第一平面圖像朝向所述單一圖像獲得部100並且反射；及輔助反射部件311，與所述半導體元件1的多角形邊的各側面對應安裝，並且使所述半導體元件1的多角形邊的各側面的側面圖像朝向所述主反射部件211並且反射。

所述主反射部件211具有光可以透過的半透過材質，照明系統540從所述第一平面圖像反射的反射面裡面，向所述第一平面及向所述半導體元件1的多角形邊的各側面照射光。

所述焦點距離補正部400安裝在所述第二光路L2中的所述半導體元件1的多角形邊的各側面與所述主反射部件211之間、以及所述第二光路L2中的所述主反射部件211與所述單一圖像獲得部100之間中的至少任意一處。

所述焦點距離補正部400安裝在所述第二光路L2中的所述半導體元件1的多角形邊的各側面與所述主反射部件211之間，所述焦點距離補正部400與所述輔助反射部件311形成一體。

本發明揭露一種元件檢測系統，其特徵在於，包括：裝載部10，裝載有盛有多個半導體元件1的托架2，並能使所述托架2線形移動；視覺檢測模組50，與所述裝載部10內的托架2的移動方向垂直，並且安裝在所述裝載部10的一側從而執行半導體元件1的視覺檢測；第一導軌68，與所述裝載部10中的托架2的移動方向形成垂直而配置；以及第一移送工具61，沿著所述第一導軌68移動並且與所述第一導軌68結合，用於執行視覺檢測，從而從裝載部10向所述視覺檢測模組50將元件拾起移送；其中卸載部31、卸載部32和卸載部33，在所述裝載部10中，將完成視覺檢測且裝有半導體元件1的托架2接收，根據視覺檢測結果將半導體元件1分類到相關托架2，所述視覺檢測模組50是具有如上所述結構的視覺檢測模組。

根據本發明的視覺檢測模組及包含該模組的元件檢測系統，可一次性獲得半導體元件表面及與其表面鄰接的多個側面的圖像，通過視覺檢測，具有多樣迅速執行視覺檢測的優點。

特別是，一次性獲得半導體元件的表面及在其表面鄰接的多個側面的圖像，並且使用透明玻璃等媒介，根據互相不同光路的焦點距離的差異進行補正，使其可以根據一個單一數位相機獲得圖像，具有使用於執行視覺檢測的模組結構簡單化並減少製造費用的優點。

1‧‧‧半導體元件

10‧‧‧裝載部

100‧‧‧單一圖像獲得部

110‧‧‧透鏡

2‧‧‧托架

31、32、33‧‧‧卸載部

50‧‧‧視覺檢測模組

61‧‧‧第一移送工具

62‧‧‧排序工具

68‧‧‧第一導軌

200‧‧‧空置托架部

211‧‧‧主反射部件

311‧‧‧輔助反射部件

400‧‧‧焦點距離補正部

410‧‧‧媒介部

420‧‧‧框架部

421、422‧‧‧框架部件

424、524‧‧‧磁鐵

429‧‧‧空置空間

520‧‧‧構造物

540‧‧‧照明系統

545‧‧‧光源

L1‧‧‧第一光路

L2‧‧‧第二光路

圖1是根據本發明元件檢測系統的一實施例呈現的平面圖；圖2a是將圖1之元件檢測系統的一實施例結構，向側面方向呈現的概念圖；圖2b是將圖2a之視覺檢測模組中半導體元件及輔助反射部件的配置呈現的底面圖；圖3是將圖2之視覺檢測模組中焦點距離補正部的一實施例呈現的平面圖；圖4是圖3之焦點距離調整部的側面圖；圖5是將圖1之元件檢測系統視覺檢測模組的其他實施例結構，向側面方向呈現的概念圖；圖6是在圖2或者圖5的視覺檢測模組中，用於獲得圖像從而呈現運轉距離概念的概念圖；以及圖7是將根據圖2或者圖5之視覺檢測模組所獲得的圖像概略呈現的概念圖。

以下，參照根據本發明視覺檢測模組及包含此模組的元件檢測系統的附圖說明如下。

根據本發明一實施例的元件檢測系統，如圖1所示，包括：裝載部10，裝載有盛有多個半導體元件1的托架2，並且使所述托架2線形移動；視覺檢測模組50，與所述裝載部10內托架2的移動方向垂直，並且安裝在所述裝載部10的一側從而執行半導體元件1的視覺檢測；第一導軌68，與所述裝載部10中托架2的移動方向垂直配置；以及第一移送工具61，沿著所述第一導軌68移動並且與所述第一導軌68結合，用於執行視覺檢測，從而從裝載部10向所述視覺檢測模組50將元件拾起移送；在所述裝載部10中，包括：卸載部31、卸載部32和卸載部33，將完成視覺檢測且盛有半導體元件1的托架2接收，根據視覺檢測結果將半導體元件1分類到所屬托架2。

此處的半導體元件1如果是完成半導體程序的記憶體、SD隨機記憶體、快速隨機記憶體、CPU、GPU等半導體元件，都可以成為其對象。

所述托架2是以多個半導體元件1組成8×10等行列裝載並移送的結構，一般是使記憶體元件等規格化的。

所述裝載部10作為一種將檢測物件半導體元件1盛起來而執行視覺檢測裝載的結構，可具有多種結構形態。

例如，所述裝載部10以一種穩定在托架2處形成的固定槽的狀態，將盛有多個半導體元件1的托架2移送。

所述裝載部10可實現多種結構，如圖1及韓國公開專利公報第10-2008-0092671號所示，可包括：引導裝載多個半導體元件1的托架2移動的引導部(未圖示)、以及用於使托架2隨著引導部移動的驅動部(未圖示)來構成。

所述視覺檢測模組50與裝載部10內的托架2移動方向形成垂直，安裝在裝載部10一側，並且以一種執行半導體元件1視覺檢測的結構，可實現多種結構。

此處，所述視覺檢測模組50根據系統的構造實現多種構造是理所當然的。

特別是，所述視覺檢測模組50是以一種將半導體元件1底面等的外觀，使用數位相機、掃描器等獲得圖像的構造，可實現多種構造。

此處，根據所述視覺檢測模組50獲得的圖像，使用軟體等將圖像分析後，應用到是否出現不良等的視覺檢測上。

另外，所述視覺檢測模組50較佳為根據視覺檢測的種類可實現多種結構，並且使半導體元件1的上面及底面中任意一面(以下稱為‘第一表面’)及與其鄰接側面的視覺檢測都執行來構成。

更具體的說，所述視覺檢測模組50如圖2a及圖7所示，較佳為對於平面形狀為直四角形的半導體元件1，以第一移送工具61拾取的狀態，將其反面及四個側面的視覺檢測都執行的結構。

為此，所述視覺檢測模組50，例如，如圖2至圖5所示，作為一種執行平面形狀為多角形的半導體元件1視覺檢測的視覺檢測模組 50，可包括：單一圖像獲得部100，獲得半導體元件1第一平面的第一平面圖像及半導體元件1的多角形邊側面的側面圖像；第一光路L1，使半導體元件1的第一平面的第一平面圖像到達單一圖像獲得部100；以及光學系統，使半導體元件1的多角形邊側面的側面圖像各自到達單一圖像獲得部100，並且形成多個第二光路L2。

單一圖像獲得部100作為一種獲得半導體元件1的第一平面的第一平面圖像及半導體元件1的多角形邊側面的側面圖像的結構，可實現多種結構形態。

例如，單一圖像獲得部100可以使用數位相機、掃描器等。

並且，單一圖像獲得部100如圖7所示，用於分析所獲得的圖像，將關於半導體元件1的第一平面的第一平面圖像及半導體元件1的多角形邊側面的側面圖像向控制部(未圖示)傳達，並且使用軟體等分析圖像後，應用於是否不良等的視覺檢測。

所述光學系統作為一種使所述半導體元件1的多角形邊側面的側面圖像各自到達所述單一圖像獲得部100從而形成多個第二光路L2的結構，可實現多種結構形態。

具體的說，所述光學系統是根據半導體元件1及單一圖像獲得部100的安裝位置，選擇透鏡110、反射部件211、311、半透過部件、三稜鏡等數量及安裝位置。

特別是，所述光學系統可包括：主反射部件211，使第一平面的第一平面圖像朝向單一圖像獲得部100並且使其反射；以及輔助反射部件311，與半導體元件1的多角形邊的各側面對應安裝，並且使半導體元件1的多角形邊的各側面的側面圖像朝向所述主反射部件211並且使其反射。

主反射部件211作為一種使第一平面的第一平面圖像朝向單一圖像獲得部10並且反射的結構，可使用反射部件、半透過部件等多種部件。

輔助反射部件311作為一種與半導體元件1的多角形邊的各側面對應安裝，並且使半導體元件1的多角形邊的各側面的側面圖像朝向所述主反射部件211並且反射的結構，可以使用反射部件、半透過部件等多種部件。

另外，所述光學系統用於視覺檢測，安裝有向第一平面側面照射光的照明系統540，照明系統540根據其照射方法可以有多種方式的設置結構。

照明系統540根據視覺檢測的形態，可以照射雷射等的單色光、R、G、B等的三色光、白色光等多種光，可以使用LED元件等多種光源。

並且，照明系統540根據光學系統的結構可實現多種配置。

例如，如果所述光學系統包括如上所述的主反射部件211，主反射部件211可以具備光可透過的半透過材質，此時，照明系統540可以從將第一平面圖像反射的反射面裡面向第一平面及半導體元件1的多角形邊的各側面照射光。

並且，照明系統540如圖2所示，使第一平面的照射及各側面的照射根據個別的光源545執行來構成。此時，使如上所述的輔助反射部件311具備光可以透過的半透過材質，從使側面圖像反射的反射面裡面向半導體元件1多角形邊的各側面照射光。

另外，第一平面圖像及側面圖像相互以不同的光路，即，經由第一光路L1及第二光路L2獲得，並且由於光路的路差引起焦點距離相互不同，單一的圖像獲得裝置，即，根據數位相機獲得圖像時，由於第一平面圖像及側面圖像中任意一方的焦點不能準確對應而出現模糊的問題。

於是，所述視覺檢測模組50，如圖2至圖5所示，還包括安裝於光學系統並且補正第一光路L1及第二光路L2焦點距離差異的焦點距離補正部400。

焦點距離補正部400作為一種通過經過第一光路L1及第二光路L2並由光路的路差引起焦點距離相互不同而對其進行補正的結構，可實現多種結構形態。

作為一個實施例，焦點距離補正部400可包括安裝於光路L1、L2並且具有可以光透過的透明材質的媒介部410。

媒介部410是安裝於光路L1、L2並且以一種用於補正焦點距離的結構，安裝在透明玻璃、石英等光路L1、L2上，並且是由於曲折率的差異補正焦點距離的結構。

特別是，較佳媒介部410安裝在第一光路L1及第二光路L2中的第二光路L2上。

此處，媒介部410以光路為基準，光的入射面及透過面與光路形成垂直的平面，並且具有預先設定厚度的圓柱、多面稜柱等柱形狀。

此時，第二光路L2方向的媒介部410厚度t根據圖6及下述公式來產生。

t=(1-1/n)/A₁-A₂(此處t是光路方向的媒介厚度，n是媒介的曲折率，用於獲得A₁第一平面圖像的操作距離，A₂是用於獲得側面圖像的操作距離)。

另外，媒介部410有細微誤差時，減小對其測定結果的影響，由於緊密的安裝很重要，為此，焦點距離補正部400可包括與構造物520可拆卸地結合、並且與媒介部410可拆卸地安裝的框架部420。

構造物520是一種裝置，即，安裝在元件檢測系統並且以一種用於支承媒介部410的結構，可實現多種結構。

框架部420可拆卸地結合在構造物520上，以一種媒介部410可拆卸地安裝的結構，可實現多種結構。

例如，框架部420如圖3所示，在第一光路L1形成使光透過的空置空間429，在與第二光路L2對應的部分中，使媒介部410可以安裝並且根據多個框架部件421、422來構成。

並且，框架部420對於構造物520，可以依靠磁力可拆卸地結合，為此在框架部420及構造物520中至少任意一個上安裝多個磁鐵424、524。

另外，焦點距離補正部400與光學系統組合並且可以具有多種配置。

舉例來說，焦點距離補正部400如圖2及圖5所示，安裝在以下至少任意一個位置：第二光路L2中之半導體元件1的多角形邊的各側面與主反射部件211之間；第二光路L2中之主反射部件211與單一圖像獲得部100之間。

並且，焦點距離補正部400安裝於第二光路L2中的半導體元件1的多角形邊的各側面與主反射部件211之間時，焦點距離補正部400可以與輔助反射部件311形成一體。

根據如上所述之焦點距離補正部400的安裝方式，由於光路的路差引起焦點距離互相不同，單一的圖像獲得裝置，即依靠數位相機獲得圖像時，由於第一平面圖像及側面圖像中任意一方的焦點不對應而導致產生模糊的問題，便可得到解決。

使第一移送工具61根據第一導軌68移送並且與第一導軌68結合，用於執行視覺檢測，以一種從裝載部10向視覺檢測模組50拾取元件移送的結構，可實現多種結構。

例如，較佳第一移送工具61包括用於拾取半導體元件1的多個拾取工具(未圖示)，所述拾取工具用於提高檢測速度等，安裝單列或者多列等多個。

所述拾取工具作為一種依靠真空壓將半導體元件1拾取的結構，可實現多種結構。

第一導軌68以一種與從裝載部10的托架2移動方向垂直配置，並且將後述的第一移送工具61支承並且指揮移送的結構，可實現多種結構。

卸載部31、卸載部32和卸載部33是以一種在裝載部10中，將盛有完成視覺檢測的半導體元件1的托架2接收，並且根據視覺檢測結果將半導體元件1分類在托架2裡的結構，可實現多種結構。

較佳為卸載部31、卸載部32和卸載部33具備與裝載部10類似的結構，根據半導體元件1的檢測結果的數值，賦予良品G、不良1或者異常R1、不良2或者異常2R2等的分類等級。

並且，卸載部31、卸載部32和卸載部33可以安裝多個平行的卸載托架部，所述卸載托架部包括與裝載部10一側平行安裝的引導部(未圖示)及用於使托架2根據引導部移送的驅動部(未圖示)。

另外，托架2可以在裝載部10與卸載部31、卸載部32和卸載部33之間依靠托架移送裝置(未圖示)相互移送，還包括向卸載部31、 卸載部32和卸載部33供應不裝載之半導體元件1的空置托架2的空置托架部200。

此時，空置托架部200可包括平行安裝在裝載部10一側的引導部(未圖示)；以及使托架2沿著引導部移動的驅動部(未圖示)。

並且，在卸載部31、卸載部32和卸載部33，各卸載托架部之間，根據各卸載托架部的分類等級，還可另外設置排序工具62，所述排序工具62用於移送半導體元件1。

排序工具62具備與如上所述第一移送工具61相同或者類似的結構，可具備多列結構或者一列結構。

並且，卸載部31、卸載部32和卸載部33係以在裝載部10中裝載的托架2重新裝載的狀態，以卸載的實施例為例進行說明，向裝載有半導體元件1之口袋形成的帶式載體上裝載或卸載的結構，也就是包括捲帶包裝模組等、盛有半導體元件1而可卸載的結構，任何結構都可以。

另外，本發明為視覺檢測模組，特別是在光路上焦點距離補正部安裝的構造存在特徵的情況下，以揭示的元件檢測系統的結構作為一個實施例，根據本發明的視覺檢測模組不受根據本發明實施例的元件檢測系統安裝限定是當然的。

以上內容，對於較佳的本發明的實施例進行了預示說明，本發明的範圍不是只在相同特徵的實施例中限定，申請專利範圍可以在裝載的範疇內適當變更。

1‧‧‧半導體元件

100‧‧‧單一圖像獲得部

110‧‧‧選擇透鏡

61‧‧‧第一移送工具

211‧‧‧主反射部件

311‧‧‧輔助反射部件

410‧‧‧媒介部

540‧‧‧照明系統

545‧‧‧光源

L1‧‧‧第一光路

L2‧‧‧第二光路

Claims (14)

1. 一種視覺檢測模組(50)，用於執行平面形狀為多角形半導體元件(1)的視覺檢測，包括：單一圖像獲得部(100)，獲得所述半導體元件(1)的第一平面的第一平面圖像及所述半導體元件(1)的多角形邊側面的側面圖像；第一光路(L1)，使所述半導體元件(1)的第一平面的第一平面圖像到達所述單一圖像獲得部(100)；以及光學系統，使所述半導體元件(1)的多角形邊側面的側面圖像各自到達所述單一圖像獲得部(100)，並且形成多個第二光路(L2)。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的視覺檢測模組(50)，其中，還包括：焦點距離補正部(400)，安裝在所述光學系統上，用於補正所述第一光路(L1)和所述第二光路(L2)的焦點距離差異。
3. 根據申請專利範圍第2項所述的視覺檢測模組(50)，其中，所述焦點距離補正部(400)安裝在所述第一光路(L1)和所述第二光路(L2)上，包括具有光可以透過的透明材質的媒介部(410)。
4. 根據申請專利範圍第2項所述的視覺檢測模組(50)，其中，所述焦點距離補正部(400)包括框架部(420)，所述框架部(420)與構造物(520)可拆卸地結合，並且所述媒介部(410)可拆卸地設置於框架部(420)。
5. 根據申請專利範圍第4項所述的視覺檢測模組(50)，其中，所述框架部(420)依靠磁力而可拆卸地結合於所述構造物(520)。
6. 根據申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的視覺檢測模組(50)，其中，所述光學系統包括：主反射部件(211)，使所述第一平面的第一平面圖像朝向所述單一圖像獲得部(100)反射；以及輔助反射部件(311)，與所述半導體元件(1)的多角形邊的各側面對應安裝，並且使所述半導體元件(1)的多角形邊的各側面的側面圖像朝向所述主反射部件(211)反射。
7. 根據申請專利範圍第6項所述的視覺檢測模組(50)，其中，所述主反射部件(211)具有光可以透過的半透過材質；所述的視覺檢測模組(50)還包括照明系統(540)，從反射所述第一平面圖像的反射面裡面，向所述第一平面及向所述半導體元件(1)的多角形邊的各側面照射光。
8. 根據申請專利範圍第7項所述的視覺檢測模組(50)，其中，所述焦點距離補正部(400)至少安裝在以下位置中的任意一處：所述第二光路(L2)中的所述半導體元件(1)的多角形邊的各側面與所述主反射部件(211)之間；所述第二光路(L2)中的所述主反射部件(211)與所述單一圖像獲得部(100)之間。
9. 根據申請專利範圍第7項所述的視覺檢測模組(50)，其中，所述焦點距離補正部(400)安裝在所述第二光路(L2)中的所述半導體元件(1)的多角形邊的各側面與所述主反射部件(211)之間，所述焦點距離補正部(400)與所述輔助反射部件(311)形成一體。
10. 一種元件檢測系統，包括：裝載部(10)，裝載有盛有多個半導體元件(1)的托架(2)並且使所述托架(2)線形移動；視覺檢測模組(50)，與所述裝載部(10)中的所述托架(2)的移動方向垂直，並且安裝在所述裝載部(10)的一側，從而執行半導體元件(1)的視覺檢測；第一導軌(68)，與所述裝載部(10)中的所述托架(2)的移動方向垂直配置；以及第一移送工具(61)，沿著所述第一導軌(68)移動並且與所述第一導軌(68)結合，用於執行視覺檢測，從而從所述裝載部(10)向所述視覺檢測模組(50)將元件拾起移送；所述裝載部(10)包括：卸載部(31、32、33)，接收完成視覺檢測且盛有所述半導體元件(1)的所述托架(2)，並根據視覺檢測結果將所述半導體元件(1)分類到相關所述托架(2)， 所述視覺檢測模組(50)為根據申請專利範圍第1項至第5項中任意一項所述的元件檢測模組。
11. 根據申請專利範圍第10項所述的元件檢測系統，其中，所述光學系統包括：主反射部件(211)，使所述第一平面的第一平面圖像朝向所述單一圖像獲得部(100)反射；以及輔助反射部件(311)，與所述半導體元件(1)的多角形邊的各側面對應安裝，並且使所述半導體元件(1)的多角形邊的各側面的側面圖像朝向所述主反射部件(211)反射。
12. 根據申請專利範圍第11項所述的元件檢測系統，其中，所述主反射部件(211)具有光可以透過的半透過材質；所述的元件檢測系統還包括：照明系統(540)，從反射所述第一平面圖像的反射面裡面，向所述第一平面及所述半導體元件(1)的多角形邊的各側面照射光。
13. 根據申請專利範圍第12項所述的元件檢測系統，其中，所述焦點距離補正部(400)至少安裝在以下位置中的任意一處：所述第二光路(L2)中的所述半導體元件(1)多角形邊的各側面與所述主反射部件(211)之間；所述第二光路(L2)中的所述主反射部件(211)與單一圖像獲得部(100)之間。
14. 根據申請專利範圍第12項所述的元件檢測系統，其中，所述焦點距離補正部(400)安裝在所述第二光路(L2)中的所述半導體元件(1)的多角形邊的各側面和所述主反射部件(211)之間，所述焦點距離補正部(400)與所述輔助反射部件(311)形成一體。