CN101672802B - 半导体封装件的检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体封装件的检测系统和方法。该系统包括发光组件、棱镜组件、第一相机和第二相机。棱镜组件包括多个表面。反射离开位于准备好的位置的半导体组装件的光，在从棱镜组件出射并进入第一相机和第二相机中的一个之前进入棱镜组件。第一相机和第二相机具有不同的放大倍数。第一相机捕获半导体封装件的底面以及四个侧面中每一个的图像。第二相机仅捕获半导体封装件的底面图像。发光组件提供的光具有预定组属性，所述预定组特性可以变化以增强特定的缺陷探测。第一相机和第二相机捕获的图像被传送到控制器从而用于分析。

Description

半导体封装件的检测系统及方法

技术领域

本发明总体涉及一种物体表面缺陷的光学检测系统及方法。更具体地，本发明涉及一种半导体封装件的检测系统及方法。本发明的系统和方法可实现半导体封装件多个表面的同时检测。

背景技术

制造的半导体封装件或器件的质量控制成为半导体封装件的制造过程中日益重要和昂贵的方面。诸如四方扁平无引脚封装(Quad Flat No lead)(QFN)，球栅阵列封装(BGA)以及晶片级芯片规模封装(WLCSP)封装件的半导体封装件，在分配和出口之前通常需要进行严格的质量控制和分析。半导体封装件表面的缺陷探测(此后称为质量检测)能够使制造商在分配和出口该半导体封装件之前排除或者修改这样的缺陷。随着对半导体封装件更高精度和质量的越来越多的强调和需求，半导体封装件表面的质量检测成为整个半导体封装件制造工艺中越来越重要的一步。

典型地，检测半导体封装件的诸如内部空穴和不准确的图形结构(formation)的表面缺陷的存在。此外，通常检测半导体封装件的对于位置、节距、同面性、以及端子尖端对准的缺陷。此外，可检测半导体封装件的印在的在半导体封装件表面上的标记或制造商细节的字符缺失或者错位。典型地，需在分配和出口前检测半导体封装件的底或顶面，以及半导体封装件的侧面中的每一个。

有几个已知的系统和方法用于检测半导体封装件。诸如电荷耦合装置(CCD)相机的照相装置，主要用于半导体封装件检测过程中的图像捕获。用于半导体封装件检测的典型的系统和方法利用单个相机配置同时检测底或顶面以及侧面。然而，由于底或顶面连同侧面的结合检测区域很大，单个相机配置的使用典型地导致检测分辨率减小或缺陷探测减少。此外，与单个相机配置一起使用的透镜和面镜在检测过程中典型地需要移位或定位。检测过程中透镜和面镜的移位通常会引起校准和调整反馈损失。

检测半导体封装件的可替换系统在Eber等人的美国专利申请公开US2003/0086083A1中被描述。Ebert等人的系统包括多个独立透镜和面镜。Ebert等系统的分束器将从半导体封装件反射回来的光沿独立的高倍放大路径和低倍放大路径分开，分别采用高倍放大相机和低倍放大相机捕获半导体封装件的高倍放大图像和低倍放大图像。低倍放大图像用于确定感兴趣的区域，其随后由高倍放大镜进行进一步放大以更细微的检测。然而，Ebert等人的系统典型地占据大量空间。此外，Ebert等人的系统涉及多个面镜和透镜的单独放置，其可能会既浪费资源又损失准确性。此外，Ebert等人的系统捕获的高倍放大图像和低倍放大图像是相同兴趣区域的同一幅图像(虽然分辨率不同)。

同为Alumot等人的美国专利US6952491B2和美国专利申请公开US2004/0263834A1，描述了半导体器件表面的检测方法和设备。Alumot等人的方法和设备在两个阶段实现半导体器件表面的检测。第一阶段，以相对高的速度和相对低的空间分辨率检测半导体器件的表面。第二阶段，然后以相对高的空间分辨率检测半导体器件表面的选定位置。第一阶段和第二阶段过程中收集的信息由外部处理器或者控制器分析。第一和第二阶段获得的图像与参考图像之间作出比较以实现半导体器件的表面缺陷探测。

然而，由Alumot等人的公开的两阶段探测法被认为是相当消耗时间和资源的。此外，由Alumot等人的方法和系统探测表面缺陷需要比较获得图像和参考图像，这一过程可能是非常不准确和耗时的。此外，Alumot等人的设备和方法仅容许半导体器件一个表面的探测。Alumot等人的设备也包括多个元件并且相当庞大。Alumot等人的设备安装所需空间的增加典型地导致所需制造面积增加并最终导致制造成本的增加。

所以，本领域技术人员应了解需要改进半导体封装件的检测系统和方法。改进的半导体封装件的检测系统和方法应容许捕获更高分辨率和多分辨率的图像用于缺陷探测或者质量检测。此外，改进的系统应当优选的为空间高效(space-efficient)的。

发明内容

根据本发明的第一方面，公开了一种包括反射器组件的半导体器件检测系统，该反射器组件被配置以接收从半导体器件的第一表面反射的光以及从半导体器件的至少一个第二表面反射的光。第一表面基本沿第一平面延伸且至少一个第二表面基本沿至少一个第二平面延伸。所述至少一个第二平面离开第一平面成一定角度，进一步配置反射器组件以引导从第一表面以及至少一个第二表面接收的光基本沿第一方向。半导体器件检测系统进一步包括分束器，用于将沿第一方向引导的光分成沿第一路径传播的第一光束和和沿第二路径传播的第二光束。第一路径与第一图像捕获平面基本相交，且第二路径与第二图像捕获平面基本相交，第一表面和至少一个第二表面中至少一个的图像从每个第一图像捕获平面和第二图像捕获平面获得，用于其后续检测。

根据本发明的第二方面，公开了一种半导体器件的检测方法，该方法包括捕获第一图像，该第一图像具有第一视图。该方法进一步包括捕获第二图像，该第二图像具有第二视图。第一视图包括半导体器件的第一表面图像和带有至少一个半导体器件第二表面的第一表面图像中的一个，而第二视图包括另一个。第一表面基本沿第一平面延伸，至少一个第二表面基本沿至少一个第二平面延伸。所述至少一个第二平面离开第一平面成一定角度。该方法进一步包括处理第一图像和第二图像中的至少一个以检测半导体器件的第一表面和至少一个第二表面中的至少一个。第一图像的捕获和第二图像的捕获同时或顺序执行从而实现对半导体器件的第一表面和至少一个第二表面中至少一个的同时或顺序检测。

根据本发明的第三方面，公开了一种半导体器件的检测方法，该方法包括捕获第一图像，所述第一图像以第一视图和第一组属性中的至少一个为特征，以及捕获第二图像，所述第二图像以第二视图和第二组属性中的至少一个为特征。第一视图包括半导体器件的第一表面图像和带有至少一个半导体器件第二表面的第一表面图像中的一个，第二视图包括另外一个。半导体器件的第一表面基本沿第一平面延伸，且至少一个第二表面基本沿至少一个第二平面延伸，至少一个第二平面与第一平面成一定角度。第一组属性和第二组属性中的每一组包括至少一照明颜色，至少一照明亮度以及至少一照明角度中的至少一个。该方法进一步包括处理第一图像和第二图像中的至少一个以检测半导体器件的第一表面和至少一个第二表面中的至少一个。第一图像的捕获和第二图像的捕获同时或顺序执行从而可实现对半导体器件第一表面和至少一个第二表面中的至少一个同时或顺序检测。

附图说明

图1显示根据本发明的第一示例性实施例的半导体封装件的检测系统的局部系统配置；

图2显示图1系统的角照明组件以及侧棱镜结构的局部横截面主视图；

图3显示图2中侧棱镜结构及由此光重定向的局部放大横截面主视图；

图4显示沿半导体封装件与图1系统的第一相机之间的示例性第一光路的光传播的流程图；

图5显示沿图4的示例性第一光路的光传播；

图6显示沿半导体封装件与图1系统的第二相机之间的示例性第二光路的光传播的流程图；

图7显示沿图6的示例性第二光路的光传播；

图8显示沿图4的示例性第一光路和图6的示例性第二光路的光传播的合成；

图9显示由图1系统的第一相机捕获的图像和第二相机捕获的图像；

图10显示穿过图1的半导体封装件的检测系统的棱镜组件的光传播；以及

图11显示根据本发明的第二示例性实施例的半导体封装件的检测方法流程图。

具体实施方式

制造的半导体封装件或器件的质量控制是半导体封装件的制造工艺中日益重要和昂贵的一方面。有几种系统和方法用于半导体封装件表面的质量检测或者缺陷探测。现有的系统和方法如前所述具有一些缺点或者问题。一个缺点是包括单个相机的系统捕获的图像分辨率受限。例如透镜和面镜的现有系统元件的移动，典型地导致校准损失和调整反馈损失。此外，现有的包括多个相机的半导体封装件的质量探测系统，典型地占用很大空间，并且因此增加制造成本。因此，本领域技术人员应了解需要改进半导体封装件的质量检测系统和方法。

为到达简洁和清楚的目的，本发明的说明此后限定于可实现多倍数放大和多表面探测的半导体封装件检测系统和方法。然而这并不妨碍本发明的各种实施例区别于其它申请，其中，诸如操作特征、功能特征或性能特征的盛行于本发明的多个实施例中的基本原则是必须的。

半导体封装件检测系统和方法的示例性实施例此后参考图1到图10被描述，其中相似的元件具有相似的标号。

根据本发明的第一个示例性实施例提供用于检测半导体封装件(也被认为是半导体衬底)12的系统10。半导体封装件12包括，但不限于，四方无引脚扁平封装(QFN)，球栅阵列封装(BGA)以及晶片级芯片规模封装的(WLCSP)封装件。优选地，系统10包含一个发光组件14或者发光配置，棱镜组件16以及多个相机。

每个半导体封装件12优选包括顶面、底面和四个侧面。半导体封装件12的顶面和底面也被分别称为半导体封装件12的顶侧和底侧。优选地，半导体封装件12的四个侧面中每一个都关于半导体封装件12的顶面和底面呈一定的角度。本领域技术人员应了解半导体封装件12可具有多于四个的侧面。例如，半导体封装件12可以为具有对应的八个或者十个侧面的八角形或者十边形形状。

优选地，半导体封装件12的检测包括半导体封装件12的顶面、底面以及四个侧面中每一个的图像捕获。可替换地，半导体封装件12的检测涉及半导体封装件12的任何数量的面的图像捕获。

半导体封装件12的检测系统10优选可实现半导体封装件12的底面以及四个侧面中每一个侧面的图像捕获。半导体封装件12的底面以及四个侧面中的每一个的图像捕获利于探测位于任何表面的缺陷。

半导体封装件12的表面缺陷包括但不限于空隙(void)、裂纹、污渍，污染，错误的图案以及不准确的互连定位。表面缺陷的探测可实现对探测到的表面缺陷的修正。可替换地，半导体封装件12的表面缺陷的探测利于处理有缺陷的半导体封装件12。因此，半导体封装件12的探测优选地导致所制造的半导体封装件12的总体质量增强。

半导体封装件12在检测或图像捕获过程中优选定位在准备好的位置18。发光组件14可操作以提供光，或将光引导到位于准备好的位置18的半导体封装件12。优选地，发光组件14包括角照明组件20和共轴照明组件22。角照明组件20和共轴照明组件22优选的包括多层发光二极管(LED)器件。可替换地，角照明组件20和共轴照明组件22包括氙闪光照明灯。进一步可替换地，角照明组件20和共轴照明组件22包括本领域技术人员公知的不同类型的照明器件装置或者设备。可替换地，角照明组件20和共轴照明组件22中的每一个都包括不同的发光或者照明装置。

优选地，角照明组件20和共轴照明组件22均按预定配置被空间排布。进一步优选地，角照明组件20和共轴照明组件22的空间配置或构成是基本固定的。本领域技术人员应了解，照明组件14的固定空间设置增强了在探测过程中照明半导体封装件12的便捷性和操作效率。

角照明组件20提供或引导光到位于准备好的位置18的半导体封装件12的底面和四个侧面中的每一个。优选地，角照明组件20中的每个多层LED器件都排布以与位于准备好的位置18上的半导体封装件12的底面成预定角度。进一步优选地，可以根据光以要求的角度或者期望的角度被引导到半导体封装件上来调整或者变动预定角度。此外，多层LED器件优选地被空间配置以基本避免干扰位于准备好的位置18上的半导体封装件12的底面和四个侧面中的每一个反射的光。

优选地，共轴照明组件22主要提供或将引导光到位于准备好的位置18上的半导体封装件12的底面。

半导体封装件12的检测系统10进一步包括棱镜组件16，也就是所知的反射器组件。棱镜组件16包括多个表面或反射表面。优选地，多个表面关于彼此被特定设置或交互配置。进一步优选地，多个表面被相互设置以确定其间的通道。多个表面中的每一个具有仔细预定的属性和特征。例如，多个表面中至少一个包括具有仔细预定的反射、透射和吸收比的涂层。此外，多个表面中至少一个优选通过光胶粘(optical cementing)工艺构建。

优选地，提供或引导到位于准备好的位置18上的半导体封装件12的表面的至少部分光被半导体封装件12的表面反射。来自半导体封装件12的至少部分反射光在从棱镜组件16出射和进入多个相机中至少一个之前优选进入棱镜组件16。相机的数量优选为2个，即，第一相机24和第二相机26(也被称为第一图像捕获装置和第二图像捕获装置)。优选地，第一相机24和第二相机26两者均为高分辨率相机。第一相机24和第二相机26的每一个具有相同的高分辨率，可替换地，第一相机24与第二相机26的每一个具有不同的分辨率。

优选地，进入第一相机24和第二相机26的光可实现由第一相机24和第二相机26分别捕获图像。第一相机24和第二相机26的高分辨率可实现捕获高分辨率的图像。因此，第一相机24和第二相机26的高分辨率优选增强系统10的表面缺陷探测的准确性和简便性。

优选地，第一相机24、第二相机26以及发光组件14的操作由基于计算机的系统和可编程控制器(未示出)其中之一或其组合控制。可编程控制器优选连接到或者信号通讯到角照明组件20和共轴照明组件22中的至少一个。可编程控制器优选控制或确定光的属性或特征，所述光由角照明组件20和共轴照明组件22中的至少一个提供到位于准备好的位置18上的半导体封装件12。由可编程控制器控制的光的属性包括，但不限于，亮度或强度、颜色以及照明角度。例如，可编程控制器能够控制每个多层LED器件相对于参考面的角度，该参考面是在位于准备好的位置18上的半导体器件12的底面上或沿其底面确定的，因此能控制由每个多层LED器件引导到位于准备好的位置上的半导体封装件12的光的角度。

优选地，反射离开半导体器件12底面的光与参考平面基本垂直。进一步优选地，半导体器件12的四个侧面中的每一个都与参考平面垂直。反射离开半导体器件四个侧面中的每一个的光优选基本平行参考平面。

可控制角照明组件20和共轴照明组件22同时用角光和共轴光两者照亮半导体封装件12。可替换地，可控制角照明组件20和共轴照明组件22影响基于半导体封装件12的角照明和共轴照明的交替时间间隔。可编程控制器能够单独控制发光组件14所提供的光的每个不同属性。此外，控制器优选能够控制或者确定发光组件14所提供的光的一组属性。

光由已知为光子的基本微粒组成。光呈现波粒双重属性，一种通常被称为波-粒二象性的现象。光也被通常认为是光束或者光波的捆(bundle)。每个光束或光波都具有波长。光束的波长决定光束的频率。当光束照到或碰到表面时，光束的频率是决定光的透射率、吸收率和反射率的因素。

正如前面所提到的，当半导体封装件12定位在准备好的位置18时，发生半导体封装件12的表面检测和图像捕获。当光(可互换地称为光束)反射离开半导体封装件12的表面，进入第一相机24和第二相机26两者之一时，图像被捕获。

优选地，反射离开半导体封装件12表面的光在进入第一相机24和第二相机26两者之一之前，首先传播穿过棱镜组件16。优选地，最终进入第一相机24的光遵循穿过棱镜组件16的第一光路。进一步优选地，最终进入第二相机26的光遵循穿过棱镜组件16的第二光路。

第一光路100的示例性进程流程如图5和6所示。在第一光路100的步骤110中，来自位于准备好的位置18的半导体封装件12的底面和四个侧面中的每一个的反射光穿过第一进入表面50进入棱镜组件16。第一进入表面50优选由抗反射涂层涂敷以防止或者显著减少照到第一进入表面50的光的反射。

在步骤120中，进入棱镜组件16的光反射离开第二反射表面52。第二反射表面52优选由特定涂层涂敷。优选地，该特定涂层具有50％的反射率、50％的透射率和0％的吸收率。进一步优选地，反射率、透射率和吸收率以达到+/-5％的容许偏差而变化。可替换地，反射率、透射率和吸收率可根据要求调节或变化。

反射定律指出，以垂直于界面的线(即法线)与入射光束之间测得的角度i(即，入射角)照到界面的入射光束，将以相同的角度i反射离开界面。换句话说，光或者光束的反射角与入射角相同。

反射离开第二反射表面52的光束数量取决于特定涂层的反射率、透射率和吸收率。优选地，光以与入射角相等的反射角反射离开第二反射表面52。

在步骤130中，来自第二反射表面的反射光被引导穿过棱镜组件16内的第三反射表面54。优选地，光垂直照到或者碰到第三反射表面54以阻止光反射离开第三反射表面54。第三反射表面54优选采用光胶粘工艺制作。优选地，采用光胶粘工艺制作的表面两侧具有相等或者基本相等的折射率。

步骤140中穿过第三反射表面54传播的光随后反射离开棱镜组件16内的第四反射表面56。优选地，光以与第四反射表面56的法线成一定角度(即入射角)被引导到第四反射表面56。第四反射表面56优选被特定涂层涂敷，该特定涂层与第二反射表面52的特定涂层类似。进一步优选地，第四反射表面56的特定涂层的反射率、透射率和吸收率基本等于第二反射表面52的特定涂层的反射率、透射率和吸收率。可替换地，第四反射表面56的特定涂层的反射率、透射率和吸收率不同于第二反射表面52的特定涂层的反射率、透射率和吸收率。第二反射表面52和第四反射表面56都可用作分束器。这意味着被引导到第二反射表面52或第四反射表面56的光可被反射为多个光束，多个光束中的每一束沿不同的路径或者方向被引导。

优选地，光以与入射角相等的反射角反射离开第四反射表面56。反射离开第四反射表面56的光或者光束的数量取决于特定涂层的反射率、透射率和吸收率。

优选地，反射离开第四表面56的光优选被引导到第五反射表面58。第五反射表面58优选的具有大于92％反射率的镜面。可替换地，镜面具有不同值的反射率。增加第五反射面58的反射率可实现照到其上的光束从其反射的更高的百分比。

在第一光路100的步骤150中，引导到第五反射表面58的光因此被反射。光优选以与入射角相同的反射角反射离开第五反射表面58。

在步骤160中，反射离开第五反射表面58的光穿过第一出射表面60从棱镜组件16出射。优选地，第一出射表面60具有与第一表面50相同的或基本相同的特性。也就是说，第一出射表面60优选包括抗反射涂层以阻止或者显著减小光反射。可替换地，第一出射表面60具有相比于与第一表面50相比不同的特性。

在最后步骤170中，穿过第一出射表面60从棱镜组件16出射的光在进入第一相机24之前穿过第一相机透镜62。第一相机24优选确定第一图像捕获平面。第一相机透镜62优选空间定位于第一出射表面60与第一相机24之间。进一步优选地，第一相机24与第一相机透镜62的空间位置是基本固定的。第一相机透镜62优选具有长的透镜到物距离。第一相机透镜62具有预定的焦距以获得预定的放大倍率或放大因子。优选地，可按要求采用本领域公知的技术改变第一相机透镜62的焦距，由此改变其放大倍率。

优选地，第一相机透镜62的焦距或放大倍率可使得从底面反射的光以及从位于准备好的位置18的半导体封装件12的四个侧面中的每一个反射的光能够进入相机。因此，第一相机24优选能够捕获多个表面的图像，即位于准备好的位置18的半导体封装件12的底面和四个侧面中的每一个的图像。

图7和图8所示为示例性第二光路200。优选地，第二光路200的步骤210、步骤220和步骤230分别类似于第一光路100的步骤110、步骤120以及步骤130。因此，在步骤210中，从位于准备好的位置18的半导体封装件的底面反射的光穿过第一表面50进入棱镜组件16。在步骤220中，光随后以与入射角相同的反射角反射离开第二反射表面52。在步骤230中，离开第二反射表面52的反射光随后传播穿过第三反射表面54。

在第二光路200的步骤240中，穿过第三反射表面54传播的光透射穿过棱镜组件16内的第四反射表面56。光透射穿过第四反射表面56的百分比优选取决于第四反射平表面56的特定涂层的反射率、透射率和吸收率。优选地，特定涂层的反射率、透射率和吸收率分别为50％，50％和0％。因此，照到第四反射面56的50％的光束优选透射穿过第四反射表面56。

步骤250中透射穿过第四反射表面56的光穿过第二出射表面64从棱镜组件16出射。优选地，第二出射表面64具有与第一出射表面60相同或基本相同的属性。也就是说，第二出射表面64优选被涂敷一层抗反射涂层从而阻止或者显著减小光反射。可替换地，第二出射表面64具有与第一出射表面60相比不同的特性。

在第二光路200的步骤260中，从棱镜组件16出射的光在进入第二相机26之前穿过第二相机透镜66。第二相机26优选确定第二图像捕获平面。优选地，第二相机透镜66空间定位于第二出射表面64与第二相机26之间。进一步优选地，第二相机26和第二相机透镜66的空间位置是基本固定的。第二相机透镜66优选具有长的透镜到物的距离。此外，第二相机透镜66具有预定的焦距以获得预定的放大倍率。正如第一相机透镜62，可使用本领域公知的技术按需要改变第二相机透镜66的焦距，从而改变其放大倍率。

优选地，第二相机透镜66的放大倍率不同于第一相机透镜62的放大倍率。优选地，第二相机透镜66的焦距或放大倍率仅使得从位于准备好的位置18的半导体封装件12底面反射的光能够进入第二相机26。因此，第二相机26优选能够捕获单个图像，更具体的，位于准备好的位置18的半导体封装件12底面的图像。优选地，第二相机透镜66的放大倍率大于第一相机透镜62的放大倍率，使得利用第二相机26能够获得半导体封装件12底面的更高的图像放大倍率。

第二相机透镜66与第一相机透镜62的不同焦距和由此产生的不同放大倍率，使系统10能够捕获多个放大倍率或多视图的图像。本领域技术人员应当理解增加系统10的相机透镜数量，每一个相机透镜具有不同的焦距，加上棱镜组件16的表面数量对应增加，可使系统10能捕获到具有更多数目放大倍率和的视图的图像。

系统10的第一相机24和第二相机26优选基本相邻定位，分别与第一出射表面60和第二出射表面64对准。第一相机24和第二相机26的定位或放置所需的物理空间优选确定棱镜组件16的第四反射表面56和第五反射表面58之间的距离或空间。

与半导体封装件12的现有检测系统相比，优选使用棱镜组件16来减少安装系统10所需的空间。进一步优选地，棱镜组件16的第一表面50，第二反射表面52，第三反射表面54，第四反射表面56和第五反射表面58中的每一个是空间固定的或者不动的。上述提到的棱镜组件16的每个表面的不动性消除或者显著降低使用可移动面镜或透镜的现有系统中出现的校准或调整反馈损耗。

如图10所示的半导体封装件12的检测方法在本发明的第二示例性实施例中提供。优选地，方法300利用系统10。

在步骤310中，半导体封装件12定位在准备好的位置18。准备好的位置18优选位于系统10的侧视棱镜结构68内。优选地，该侧视棱镜结构包括多个表面或面镜，更具体的包括四个表面。优选地，准备好的位置18基本位于侧视棱镜结构68的四个表面所确定的空间内。优选地，侧视棱镜结构68的四个表面中的每一个都用于接收半导体封装件12的四侧中的每一个反射的光。

步骤320中照明组件随后提供引导到半导体封装件12的第一闪光或照明。优选地，第一闪光照亮位于准备好的位置18的半导体封装件12的底面以及四个侧面。

优选地，第一闪光具有预定的一组属性。预定的一组属性优选由控制器确定或控制。如前所述，一组属性优选包括具体的亮度或强度，颜色及照明角。例如，所述一组特性包括50％亮度、红色以及50度照明角。优选地，所述属性组中的每一个属性都可按要求单独变更。

所述特性组优选被具体选择以突出半导体封装件12表面缺陷的具体类型。这是由于通过使用具有某组属性的光，最准确或容易执行对某些半导体封装件12的表面缺陷的探测，如本领域技术人员所了解的。

引导到位于准备好的位置18的半导体封装件12的第一闪光可反射离开半导体封装件12的底面及四个侧面的每一个。优选地，反射离开半导体封装件12底面的光垂直于反射离开半导体封装件12四个侧面中每一个的光。

在步骤330中，半导体封装件12的第一图像被第一相机24捕获。优选地，第一相机曝光预定长的时间以使光能够进入。光进入第一相机24，从而可实现通过第一相机24捕获图像。优选地，进入第一相机24的光遵循第一光路100。

优选地，由第一相机24捕获的图像是关于位于准备好的位置18的半导体封装件12的多个表面的图像。也就是说，由第一相机24捕获的图像优选包括位于准备好的位置18的半导体封装件12的底面图像以及四个侧面中的每一个的图像。此外，所捕获的第一图像优选以第一闪光的预定组属性表征。

在步骤340中，发光组件提供引导到位于准备好的位置18的半导体封装件12的第二闪光。优选地，第二闪光具有与第一闪光相同的预定组属性。可替换地，第二闪光相比第一闪光具有不同的一组特性。

在步骤350中，第二图像随后由第二相机26捕获。优选地，第二相机26曝光预定长的时间以使光能够进入。与第一相机24相同地，光进入第二相机26从而使第二相机26能捕获图像。优选地，光沿第二光路200进入第二相机26。

优选地，由第二相机26捕获的图像是关于位于准备好的位置18的半导体封装件12的单个表面。也就是说，由第二相机26捕获的图像仅包括位于准备好的位置18的半导体封装件12底面的图像。

第二图像，如同第一图像，优选以第二闪光的预定组特性表征。因此，第二图像和第一图像两者优选共享共有的预定组特性，并且之后被称为第一组图像。

优选地，每组图像内的图像以相同的属性组表征。例如，每组图像内的每幅图像优选共享相同的亮度，颜色和照明角度。可替换地，每组图像内的每幅图像共享共有的不同组属性。

如前所述，通过执行步骤320到350捕获或获得第一组图像。优选地，每当必要可以重复步骤320到350以实现多组图像捕获。优选地，发光组件提供的光的属性组随着每次重复步骤320到350是变化的或可重新选择的。如前所述，改变提供到半导体封装件12的光特性是为了增强不同表面缺陷的检测。

优选地，由第一相机24和第二相机26捕获的第一图像和第二图像，或第一图像组，被下载或传送到可编程控制器或控制器从而用于步骤360中的分析。可编程控制器优选与与第一相机24和第二相机26信号通讯。优选地，图像作为图像信号被下载到可编程控制器。可编程控制器优选编程以分析下载到其的图像。下载到可编程控制器的图像优选使用本领域技术人员已知的方法和算法处理，例如，图像差分化，消减化(negativing)，阈值化或边缘探测以识别或者探测半导体封装件12的表面缺陷。进一步优选地，可编程控制器通过系统10的探测能够实现半导体封装件12的自动表面缺陷检测。

半导体封装件12的检测方法300优选使第一相机24和第二相机26能够捕获连续图像。进一步优选地，第一相机24和第二相机26以交替顺序捕获连续图像。可编程控制器优选控制第一相机24和第二相机26交替曝光的同步性从而交替捕获图像。通过交替捕获第一相机24和第二相机26的图像有助于减少延迟的影响，该延迟是由于第一相机24和第二相机26的图像捕获期间数据传输引起的。

一般的，图像捕获期间的数据传输需要时间。数据传输的持续时间通常随着相机的分辨率增加而增加。数据传输的持续时间显著影响第一相机24和第二相机26捕获图像的速度和效率，并随后影响半导体封装件12的检测系统10和方法300的总体效率。

因此，明显的是由第一相机24和第二相机26交替捕获图像减少数据传输引起的延迟影响。这有助于增加半导体封装件12检测的处理量从而增加制造能力。

尽管本发明的示例性实施例利用时间同步交替捕获图像，本领域技术人员应理解第一相机24和第二相机26两者采用本发明提供的系统10同时进行图像捕获也是有可能的。

以前述方式，根据本发明的示例性实施例描述了半导体封装件的检测系统和方法。尽管仅公开了本发明的示例性实施例，考虑到本公开的内容，对本领域技术人员来说明显的是可以作出众多变化和/或修改，而不偏离本发明的范围和精神。

Claims (32)

1.一种用于检测半导体器件的系统，所述半导体器件具有多个表面，所述多个表面包括第一表面和至少一个第二表面，所述第一表面沿第一平面延伸，所述至少一个第二表面沿至少一个第二平面延伸，所述至少一个第二平面与所述第一平面成一定角度，所述系统包括：

反射器组件，配置以：

(a)接收从所述半导体器件的所述第一表面以及所述至少一个第二表面反射的光；和

(b)沿第一方向引导所述接收的光；

和

分束器，用于分裂沿所述第一方向引导的光成为沿第一光学路径传播的第一光束和沿第二光学路径传播的第二光束，

其中所述第一光学路径与第一图像捕获平面相交，且所述第二光学路径与第二图像捕获平面相交，所述半导体器件的多个表面的第一图像是从所述第一图像捕获平面获得，所述半导体器件的单个表面的第二图像是从所述第二图像捕获平面获得。

2.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

第一图像捕获装置，确定所述第一图像捕获平面，用于捕获所述第一图像以及生成所述半导体器件的所述第一表面和所述至少一个第二表面的图像信号；以及

第二图像捕获装置，确定所述第二图像捕获平面，用于捕获所述第二图像以及生成所述半导体器件的所述第一表面的图像信号。

3.如权利要求2所述的系统，进一步包括：

至少一个第一透镜，被沿所述第一光学路径设置以修改所述第一图像的光学放大倍率；和

至少一个第二透镜，被沿所述第二光学路径设置以修改所述第二图像的光学放大倍率。

4.如权利要求2所述的系统，其中所述第一图像捕获装置和所述第二图像捕获装置的每一个均与基于计算机的装置或控制器进行信号通讯，以处理所述第一和第二图像。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述分束器包括多个反射表面以引导光沿多个方向穿过所述分束器沿着所述第一光学路径和所述第二光学路径的每一个以提供所述第一光束和所述第二光束的每一个。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述反射器组件包括第一反射表面，所述第一反射表面被定位以沿第一方向接收和引导从所述半导体器件的所述至少一个第二表面反射的光向所述分束器传播。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述第一反射表面由至少一个面镜或至少一个棱镜确定。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述反射器组件包括多个第一反射表面，所述多个第一反射表面被设置以沿所述第一方向接收和引导从所述半导体器件的多个侧面反射的光，其中所述多个侧面构成所述至少一个第二表面。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述多个侧面的每一个位于与所述第一平面基本垂直的平面，其中所述半导体器件的所述第一表面位于所述第一平面。

10.如权利要求8所述的系统，其中所述多个第一反射表面被相互设置以确定其间的通道，其中所述第一方向与所述半导体器件的所述第一表面垂直相交，其中所述半导体器件与所述反射器组件的相对位置被设置以使从所述半导体器件的所述第一表面反射的光沿所述第一方向穿过所述通道。

11.如权利要求10所述的系统，进一步包括第二反射表面，所述第二反射表面被定位以与所述第一方向相交并接收和重引导光离开所述第一方向。

12.如权利要求11所述的系统，进一步包括产生光的照明器，所述照明器被设置以引导由其产生的光向所述半导体器件传播，其中所述第二反射表面插到所述照明器和所述半导体器件之间，所述第二反射表面为可透光的，能使由所述照明器引导的部分光穿过所述第二反射表面，向所述半导体器件传播。

13.如权利要求8所述的系统，进一步包括：

第一图像捕获装置，确定所述第一图像捕获平面；

第二图像捕获装置，确定所述第二图像捕获平面；

第一透镜，被沿所述第一光学路径设置且被插到所述分束器和所述第一图像捕获装置之间，所述第一透镜具有第一光学放大因子；以及

第二透镜，被沿所述第二光学路径设置且被插到所述分束器和所述第二图像捕获装置之间，所述第二透镜具有第二光学放大因子。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述第二光学放大因子比所述第一光学放大因子高，其中在所述第二图像中的所述半导体器件的所述第一表面的图像放大倍率比在所述第一图像中的所述半导体器件的所述第一表面的图像放大倍率高。

15.如权利要求6所述的系统，进一步包括多个照明器件，所述多个照明器件可被操作以产生光并被设置以引导光向所述半导体器件传播。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述多个照明器件是可操作的并被设置以以多个角度中的至少一个引导光到所述半导体器件。

17.如权利要求15所述的系统，其中所述多个照明器件是可操作的并被设置以以多个颜色中的至少一个和多个强度中的至少一个引导光到所述半导体器件。

18.一种用于检测半导体器件的方法，所述半导体器件具有多个表面，所述多个表面包括第一表面和至少一个第二表面，所述第一表面沿第一平面延伸，所述至少一个第二表面沿至少一个第二平面延伸，所述至少一个第二平面与所述第一平面成一定角度，所述方法包括：

接收从所述半导体器件的所述第一表面以及所述至少一个第二表面反射的光；

引导所述接收的光沿第一光学路径传播以生成第一光束，所述第一光学路径与第一图像捕获平面相交；

引导所述接收的光沿第二光学路径传播以生成第二光束，所述第二光学路径与第二图像捕获平面相交；

从所述第一图像捕获平面捕获第一图像，所述第一图像提供包括所述半导体器件的多个表面的图像的第一视图；

从所述第二图像捕获平面捕获第二图像，所述第二图像提供包括所述半导体器件的单个表面的图像的第二视图；以及

处理所述第一图像和所述第二图像中的至少一个，用于检测所述半导体器件，

其中所述第一图像的捕获和所述第二图像的捕获可被同时或顺序执行。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述第一视图包括所述半导体器件的所述第一表面和所述至少一个第二表面的图像，其中所述第二视图包括所述半导体器件的所述第一表面的图像。

20.如权利要求19所述的方法，进一步包括：

接收对应所述第一图像的第一图像信号；

处理所述第一图像信号，从而检测所述半导体器件的所述第一表面和所述至少一个第二表面；

接收对应所述第二图像的第二图像信号；和

处理所述第二图像信号，从而检测所述半导体器件的所述第一表面。

21.如权利要求18所述的方法，进一步包括修改所述第一图像的光学放大倍率和所述第二图像的光学放大倍率中的至少一个，其中所述第一图像的所述光学放大倍率的修改由至少一个第一透镜实现，所述第二图像的所述光学放大倍率的修改由至少一个第二透镜实现。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述至少一个第一透镜具有第一光学放大因子，所述至少一个第二透镜具有第二光学放大因子，其中所述第二光学放大因子比所述第一光学放大因子高。

23.如权利要求18所述的方法，进一步包括：

引导光到所述半导体器件，所述光可被反射离开所述第一表面和所述至少一个第二表面；

由反射器组件接收从所述半导体器件反射的光；

沿第一方向引导由所述反射器组件接收到的光向分束器传播以生成所述第一光束和所述第二光束。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述反射器组件包括至少一个反射表面，所述至少一个反射表面被定位以沿所述第一方向接收和引导从所述半导体器件的所述至少一个第二表面反射的光，以及其中反射离开所述半导体器件的所述第一表面的至少部分光沿所述第一方向传播。

25.如权利要求24所述的方法，其中所述至少一个反射表面由至少一个面镜或至少一个棱镜确定。

26.如权利要求23所述的方法，其中所述反射器组件包括多个第一反射表面，所述多个第一反射表面被定位以沿所述第一方向接收和引导从所述半导体器件的多个侧面反射的光，其中所述多个侧面构成所述至少一个第二表面。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述多个侧面的每一个位于与所述第一平面基本垂直的平面，其中所述半导体器件的所述第一表面位于所述第一平面。

28.如权利要求26所述的方法，其中所述多个第一反射表面相互设置以确定其中的通道，其中所述第一方向与所述半导体器件的所述第一表面垂直相交，其中所述半导体器件与所述反射器组件的相对位置被设置以使从所述半导体器件的所述第一表面反射的光沿所述第一方向穿过所述通道。

29.如权利要求28所述的方法，进一步包括由第二反射表面接收沿所述第一方向传播的光，所述第二反射表面与所述第一方向相交。

30.如权利要求29所述的方法，其中所述第二反射表面为部分可透光，并被插到所述半导体器件和照明器之间，所述方法进一步包括用所述照明器沿所述第一方向引导光朝向所述第二反射表面传播到所述半导体器件。

31.如权利要求18所述的方法，进一步包括控制多个照明器以引导光到所述半导体器件，其中所述多个照明器可被操作，以以多个角度中的至少一个引导光到所述半导体器件。

32.如权利要求18所述的方法，其中所述第一图像和所述第二图像中的每一个可由第一组属性和第二组属性中的一个来表征，所述第一组属性和所述第二组属性包括至少一个照明颜色、至少一个照明亮度和至少一个照明角度中的至少一个。