CN102243186A - 芯片外观检测方法 - Google Patents

Abstract

一种芯片外观检测方法，包括下列步骤：将该晶片放置在一检测平台上，在该检测平台内设有一第二光源；使一第一光源发射一第一光线至一分光镜中，而该分光镜将该第一光线变换成一第二光线，该第二光线转换为一第三光线，该第三光线穿过该分光镜而发射出去；该第三光线转换成一第四光线，由一感光装置接收该第四光线，该感光装置接收该第四光线后传出一数据资料，并由一计算装置将该数据资料处理转换成一不良发光二极管芯片数据；以及使该第二光源发射一第五光线，该第五光线形成一第六光线，该第六光线转换成一第七光线，由该感光装置接收该第七光线，用以辨识每一个发光二极管芯片的电极位置与每一个发光二极管芯片的发光区是否有刮伤与污染。

Description

芯片外观检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置及检测方法，尤其涉及一种芯片外观检测装置及芯片外观检测方法。

背景技术

芯片的不良率降低及产量提高为目前业界所相互竞争的指标，但是整体的仍有3％的不良率，在电子芯片制造上大致会有“黄光区”、“沉积区”、“扩散区”、“注入区”、“切割区”及“测试区”等各流程，这些不良率可能来自于上述工艺的任何一区，而这些不良芯片可能有刮伤或扩散不完全等特点，所以在色泽上会与良好的芯片有少许的不同，经由人工目视的方式将不良芯片点上墨水辨识，再将那些不良的芯片从整片晶片中挑出剃除，这挑出不良芯片的工作非常浪费时间且没有效率的，而且使用墨水又会造成环境污染及成本浪费，因为业者本身无法精确控制一晶片上会有多少不良芯片或是那些是不良芯片的区域，这些缺点造成了在工艺成本上不少的浪费，所以在改善产品良率的同时，如何得知不良芯片的数量及不良芯片的区域是现在业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种芯片外观检测装置及芯片外观检测方法。本发明除了可免除人工作业及墨水浪费外，更能通过电脑以计算出不良发光二极管芯片的数量及区域，进而使移除不良发光二极管芯片的工艺更为方便。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种芯片外观检测方法，其利用一芯片检测装置将一晶片的不良发光二极管芯片的数量及位置检测出，该晶片由多个发光二极管芯片所组成，其中该芯片外观检测方法包括下列步骤：将该晶片放置在一检测平台上，在该检测平台内设有一第二光源；使一第一光源发射一第一光线至一分光镜中，而该分光镜将该第一光线变换成一投射至该晶片上的第二光线，该第二光线经由该晶片吸收后转换为一第三光线，该第三光线穿过该分光镜而发射出去；该第三光线穿过一滤光片并转换成一第四光线，由一感光装置接收该第四光线，用以辨识每一个发光二极管芯片的大小状态及每一个发光二极管芯片的电极是否有刮伤与污染，该感光装置接收该第四光线后传出一数据资料，并由一计算装置将该数据资料处理转换成一不良发光二极管芯片数据，该不良发光二极管芯片数据包括不良发光二极管芯片数量及不良发光二极管芯片的位置；以及，使该第二光源发射一第五光线，该第五光线穿过该晶片以形成一第六光线，该第六光线穿过该分光镜及该滤光片而转换成一第七光线，由该感光装置接收该第七光线，用以辨识每一个发光二极管芯片的电极位置与每一个发光二极管芯片的发光区是否有刮伤与污染。

本发明的有益效果在于：本发明除了可免除人工作业及墨水浪费以使得制造成本降低及效率提高外，更能通过电脑以计算出不良发光二极管芯片的数量及区域，进而使移除不良发光二极管芯片的工艺更为方便。因此，通过得知不良发光二极管芯片的数量及区域，使制造发光二极管芯片过程中更能掌握造成不良发光二极管芯片的原因，进而使得发光二极管芯片的良率增加。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的主视示意图；

图2为本发明发光二极管芯片的正极焊垫与负极焊垫的俯视示意图；

图3为本发明第二实施例的主视示意图；

图4为本发明第三实施例的主视示意图；

图5为本发明第三实施例的环形光源的立体示意图；

图6为本发明第三实施例的部分放大示意图；

图7为本发明第三实施例使用外壳的剖面示意图；

图8为本发明第四实施例的主视示意图；

图9为本发明第五实施例的主视示意图；以及

图10为本发明第六实施例的主视示意图。

上述附图中的附图标记说明如下：

晶片            W        发光二极管芯片    d

正极焊垫        P

负极焊垫        N

侧边            S

检测平台        1        中空平台          10

穿孔            100

分光镜          2

第一光源        3        第一光束          L1

第二光束        L2

第三光束        L3

第四光束        L4

第五光束        L5

第六光束        L6

第七光束        L7

图像感测元件    4

第二光源        5        第一光束          L1′

环形光源        6        光源              60

发光二极管      600

第一光束        L1″

第二光束        L2″

外壳            C        开口              C10

超音波顶针      U

吸嘴            M

数据资料        D        不良芯片数据      D1

计算装置        E

滤光片          F

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明第一实施例提供一种利用不同波长的光束来检测发光二极管芯片外观的芯片外观检测装置，其包括：一检测平台1、一分光镜2、一第一光源3、及一图像感测元件4。其中，该检测平台1具有一可移动的中空平台10，其具有一穿孔100，其中一具有多个发光二极管芯片d的晶片W置放于该检测平台1的中空平台10上，并且该分光镜2设置于该检测平台1的上方。

再者，该第一光源3设置于该分光镜的一侧，并且该第一光源3可随着所述发光二极管芯片d的类型来调整发光波长，其中该第一光源3所产生的第一光束L1投向该分光镜2，以产生一投向所述发光二极管芯片d的上表面的第二光束L2，并且该第二光束L2通过所述发光二极管芯片d的上表面而被反射成一向上投射的第三光束L3。此外，该图像感测元件4设置于该分光镜2的上方，以接收经过该分光镜2的第三光束L3，进而得到每一个发光二极管芯片d的上表面的图像(此发光二极管芯片d的图像可通过电脑来进行分析)，其中每一个发光二极管芯片d的上表面的图像显示出每一个发光二极管芯片d的正极焊垫(P-type)P及负极焊垫(N-type)N(如图2所示)。特别是，当上述的发光二极管芯片d经过粗化后，通过本发明的使用，可明显得知正极焊垫P及负极焊垫N的相对位置，以利后续生产线上的“打线工艺”的正确率能够提升。

另外，该检测装置更进一步包括：一超音波顶针U及一吸嘴M，其中该超音波顶针U设置于该检测平台1的下方，以通过超音波的震动方式来移除不合格的发光二极管芯片，并且该吸嘴M设置于该检测平台1的上方，以将上述不合格的发光二极管芯片d吸走。因此，本发明可通过上述非破坏性的方式，来移除不合格的发光二极管芯片。

请参阅图3所示，本发明第二实施例提供一种利用不同波长的光束来检测发光二极管芯片外观的芯片外观检测装置，其包括：一检测平台1、一分光镜2、一第一光源3、一图像感测元件4、及一第二光源5，其中该第二光源5设置于该检测平台1的下方，并且该第二光源5可随着所述发光二极管芯片d的类型来调整发光波长。再者，第二实施例的特征在于：该第二光源5所产生的第一光束L1′穿过该中空平台10而投向所述发光二极管芯片d的下表面，并且在与第一实施例的第一光源3的配合使用下，即可通过该图像感测元件4以观看每一个发光二极管芯片d的外型图像(也即发光二极管芯片d的四周围的图像)，以避免发光二极管芯片d有边缘崩裂的情况发生。此外，依据不同的检测需求，该第一光源3的发光波长与该第二光源5的发光波长可为相同或不相同。当然，第二实施例也可以配合第一实施例的超音波顶针U及吸嘴M来使用。

请参阅图4所示，本发明第三实施例提供一种利用不同波长的光束来检测发光二极管芯片外观的芯片外观检测装置，其包括：一检测平台1、一分光镜2、一第一光源3、一图像感测元件4、一第二光源5、及一环形光源6，其中该环形光源6设置于该分光镜2与该检测平台1之间，并且该环形光源6可随着所述发光二极管芯片d的类型来调整发光波长。再者，第三实施例的特征在于：该环形光源6所产生的第一光束L1″以倾斜的方式投向所述发光二极管芯片d的侧边，并且形成反射且投向该图像感测元件4的第二光束L2″。此外，在与第二实施例的第一光源3或第二光源5的配合使用下，通过该图像感测元件4以观看每一个发光二极管芯片d的侧边图像，进而更能进一步发现发光二极管芯片d有边缘崩裂的情况发生。此外，依据不同的检测需求，该第一光源3的发光波长与该环形光源6的发光波长可为相同或不相同。

请参阅图5所示，第三实施例的环形光源6包括两组光源60(也可为只有一组光源)，并且每一组光源60由多个呈向下倾斜且排列成环状的发光二极管600所组成。依图5所举的例子而言，每一组光源60可由排成两圈的发光二极600所组成。因此，如图6所示，该环形光源6所产生的第一光束L1″可以倾斜的方式投向所述发光二极管芯片d的侧边S，以清楚了解发光二极管芯片d是否有边缘崩裂的情况发生。

请参阅图7所示，第三实施例更进一步包括：一用于包覆该第一光源3、该分光镜2及该环形光源6而只露出两个开口C10的外壳C，并且该外壳C呈现T字型，以避免从该第一光源3及该环形光源6所投射出的光源产生漏光的情况发生。

另外，本发明提供一种利用不同波长的光束来检测发光二极管芯片外观的检测方法，其包括下列步骤：

步骤S100为：首先，提供一检测装置，其具有一检测平台1、-分光镜2、一可随着所述发光二极管芯片d的类型来调整发光波长的第一光源3及一图像感测元件4，其中该检测平台1具有一可移动的中空平台10，该分光镜2设置于该检测平台1的上方，该第一光源3设置于该分光镜2的一侧，该图像感测元件4设置于该分光镜2的上方。

步骤S102为：将一具有多个发光二极管芯片d的晶片W置放于该检测平台1的中空平台10上。

步骤S104为：将该第一光源3所产生的第一光束L1投向该分光镜2，以产生一投向所述发光二极管芯片d的上表面的第二光束L2，并且该第二光束L2通过所述发光二极管芯片d的上表面而被反射成一向上投射的第三光束L3。

步骤S106为：通过该图像感测元件4以接收经过该分光镜2的第三光束L3，进而得到每一个发光二极管芯片d的上表面的图像(如图1所示)。

再者，该检测装置更进一步包括：一可随着所述发光二极管芯片d的类型来调整发光波长的第二光源5，其设置于该检测平台1的下方，此外该第二光源5所产生的第一光束L1′穿过该中空平台10而投向所述发光二极管芯片d的下表面，并且通过该图像感测元件4以观看每一个发光二极管芯片d的外型图像(如图3所示)。

另外，该检测装置更进一步包括：一可随着所述发光二极管芯片d的类型来调整发光波长的环形光源6，其设置于该分光镜2与该检测平台1之间，此外该环形光源6所产生的第一光束L1″以倾斜的方式投向所述发光二极管芯片d的侧边S，并且通过该图像感测元件4以观看每一个发光二极管芯片d的侧边图像(如图4所示)。

此外，上述该图像感测元件4提取该发光二极管芯片d的方式可为：当该第一光源3投出一短暂的光束以照亮所述发光二极管芯片d时，该图像感测元件4即可提取一张发光二极管芯片d的图像；当该第二光源5投出一短暂的光束以照亮所述发光二极管芯片d时，该图像感测元件4即可提取一张发光二极管芯片d的图像；当该环形光源6投出一短暂的光束以照亮所述发光二极管芯片d时，该图像感测元件4即可提取一张发光二极管芯片d的图像。上述的步骤可分开进行也可依序进行，以依序进行而来举例，可为：短暂开启第一光源3→该图像感测元件4取像→短暂开启第二光源5(此时第一光源3已关闭)→该图像感测元件4取像→短暂开启环形光源6(此时第二光源5已关闭)→该图像感测元件4取像(当然，上述的顺序也可随着使用者的需求来任意搭配)，最后所有得到的图像可进行交叉比对，以精准的方式检测所述发光二极管芯片d的品质是否良好(举例来说，可通过光束打在发光二极管芯片d时所产生的反射光的反射系数来判断此发光二极管芯片d的表面是否有不良的污点或缺陷)。

请参阅图8所示，芯片外观检测装置可用于检测一晶片W上的不良芯片的数量及位置，晶片W由多个芯片所组成，芯片可为发光二极管芯片，而检测装置包括一图像感测元件4、一检测平台1、一分光镜2及一第一光源3所组成，其中图像感测元件4选自电荷耦合元件及互补式金属氧化半导体感应器其中之一，且图像感测元件4前端设有一滤光片F，而分光镜2则设在图像感测元件4的下方，第一光源3则设在分光镜2的侧边，提供发射光线至分光镜2，第一光源3为线性光源或面光源的其中的一种型式，而其构成为冷阴极管、发光二极管或光纤导引的冷光源其中之一，而检测平台1设在分光镜2下方提供晶片W放置，且在此检测平台1的内设有一第二光源5，第二光源5为扫描式光源或面型背光源其中之一。另外图像感测元件4连接一计算装置E，用以处理转换记录不良芯片的数量及位置，以上为此检测装置部分解说。

接续详细介绍此芯片外观检测装置使用方法，请参阅图9所示，首先将晶片W放置在检测平台1上，接着再由第一光源3发射一第一光线L1至该分光镜2，而此分光镜2将第一光线L1变换成一投射至晶片W上的第二光线L2，第二光线L2经由晶片W上每一芯片吸收后反射而成为一穿过分光镜2的第三光线L3，且该第三光线L3投射至图像感测元件4内，其中图像感测元件4前端的滤光片F，将第三光线L3过滤转换成一第四光线L4再由图像感测元件4接收，当图像感测元件4接收第四光线L4后可传出一数据资料D，并且利用计算装置E将数据资料D处理转换成一不良芯片数据D1在一屏幕显示，此不良芯片数据D1包含有不良芯片数量及晶片W上不良芯片的区域，如此更容易使操作者辨识每一芯片大小状态是否正常及芯片表面是否有刮伤与污染。

因此上述检验系统利用不良芯片表面因制造时受到刮伤或扩散不完全的影响，造成不良芯片与良好芯片在反射第二光线时会有些微颜色(波长)的差异，而使图像感测元件4接收晶片W反射的第四光线L4时，将这些第四光线L4颜色的差异转换成数据资料D，另外此检测装置的滤光片F也具有重要关键，因为此滤光片F可将第三光线L3内会干扰的光线过滤，使光线色差更明显，所以滤光片F可依不同的晶片W更换不同的种类。

上述检验系统在有些特殊状况是无法精确进行检测，如芯片的电极位置与芯片的发光区是否有刮伤与污染，因此须进行另一阶段检测，请参阅图10所示，首先使检测平台1内的第二光源5发射一第五光线L5，该第五光线L5穿过晶片W形成一第六光线L6，此第六光线穿过分光镜2及滤光片F转换成一第七光线L7，由图像感测元件4接收该第七光线L7以进行取像，同样图像感测元件4接收第七光线L7后可传出另一个数据资料D，并且利用计算装置E将数据资料D处理转换成另一个不良芯片数据D1且在屏幕显示，因此所有的不良芯片数量及区域将不良芯片数据D1(如图9所示)及不良芯片数据D1(如图10所示)统合计算，如此即可完全精确找出不良芯片的数量及位置。

本发明利用滤光片过滤来自于晶片的反射光线并由感光装置接收，通过计算装置E计算出不良芯片的数量及区域，进而使移除不良芯片的工艺更为方便，而且本发明比传统公知的技术更为节省成本，因为可免除人工作业及墨水浪费，使制造成本降低及效率提高。最后因业者容易得知不良芯片的数量及区域，使制造芯片过程中更能掌握造成不良芯片的原因，进而使芯片良率增加。

综上所述，本发明除了可免除人工作业及墨水浪费以使得制造成本降低及效率提高外，更能通过电脑以计算出不良发光二极管芯片的数量及区域，进而使移除不良发光二极管芯片的工艺更为方便。因此，通过得知不良发光二极管芯片的数量及区域，使制造发光二极管芯片过程中更能掌握造成不良发光二极管芯片的原因，进而使得发光二极管芯片的良率增加。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的范围内。

Claims (1)

1.一种芯片外观检测方法，利用一芯片检测装置将一晶片的不良发光二极管芯片的数量及位置检测出，该晶片由多个发光二极管芯片所组成，其特征在于，该芯片外观检测方法包括下列步骤：

将该晶片放置在一检测平台上，在该检测平台内设有一第二光源；

使一第一光源发射一第一光线至一分光镜中，而该分光镜将该第一光线变换成一投射至该晶片上的第二光线，该第二光线经由该晶片吸收后转换为一第三光线，该第三光线穿过该分光镜而发射出去；

该第三光线穿过一滤光片并转换成一第四光线，由一感光装置接收该第四光线，用以辨识每一个发光二极管芯片的大小状态及每一个发光二极管芯片的电极是否有刮伤与污染，该感光装置接收该第四光线后传出一数据资料，并由一计算装置将该数据资料处理转换成一不良发光二极管芯片数据，该不良发光二极管芯片数据包括不良发光二极管芯片数量及不良发光二极管芯片的位置；以及

使该第二光源发射一第五光线，该第五光线穿过该晶片以形成一第六光线，该第六光线穿过该分光镜及该滤光片而转换成一第七光线，由该感光装置接收该第七光线，用以辨识每一个发光二极管芯片的电极位置与每一个发光二极管芯片的发光区是否有刮伤与污染。

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