CN102565130A

CN102565130A - 缺陷量测装置和缺陷量测方法

Info

Publication number: CN102565130A
Application number: CN2010106095350A
Authority: CN
Inventors: 彭保仁; 陈政宪; 柯心怡; 温博浚
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-11
Also published as: TWI426263B; TW201224445A

Abstract

本发明公开一种缺陷量测装置和缺陷量测方法，该缺陷量测装置包括至少一加热源，用以均匀地加热一样品的一第一端；至少一致冷源，用以均匀地致冷样品的一第二端；以及一热像仪，用以量测样品的热影像；其中加热源和致冷源用以使得样品的热影像具有温度梯度。

Description

缺陷量测装置和缺陷量测方法

技术领域

本发明涉及缺陷量测装置，特别是涉及一种使用热影像的缺陷量测装置。

背景技术

在样品的制作过程中，往往因为受到一些应力或机械的操作而造成损伤，使得在样品的内部中发生一些缺陷(defect)，包括断裂(crack)和应力(stress)，而这些内部的缺陷是外观看不出来的。为了了解样品内部的缺陷，现有技术以超音波检测法和光弹法量测技术来观察样品内部的缺陷。然而不是所有的缺陷可由超音波检测法和光弹法量测技术所检测出来，因此亟需另外一种样品缺陷检测装置来检测样品的内部缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种缺陷量测装置及缺陷量测方法，以解决上述问题。

为达上述目的，本发明提供一种缺陷量测装置，其包括：至少一加热源，用以均匀地加热一样品的一第一端；至少一致冷源，用以均匀地致冷样品的一第二端；以及一热像仪，用以量测样品的热影像；其中加热源和致冷源用以使得样品的热影像具有温度梯度。

本发明还提供一种缺陷量测方法，其包括：选择性地加热或致冷一样品的一第一端，使得第一端达到一第一温度；选择性地加热或致冷样品的一第二端，使得第二端达到一第二温度；撷取样品的一第一热影像；以及分析样品的第一热影像和第二热影像。

本发明也提供另外一种缺陷量测装置，包括：至少两个温度产生器，用以均匀地使一样品的一第一端和一第二端分别到达一第一温度和一第二温度；以及一热像仪，用以量测样品的热影像；其中第一温度不同于第二温度，并且温度产生器用以使得样品的热影像具有温度梯度。

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1是本发明的缺陷量测装置的一实施例示意图；

图2是本发明实施例的缺陷量测方法的方框图；

图3是本发明实施例的缺陷量测方法的示意图。

主要元件符号说明

11：缺陷量测装置；

12：加热源；

13：致冷源；

14：样品；

15：热像仪；

16：控制器；

17：环境温度和湿度控制腔；

18：热影像撷取器；

31～34：热影像；

35：缺陷。

具体实施方式

图1是本发明的缺陷量测装置的一实施例。如图1所示，缺陷量测装置11包括至少一加热源12、至少一致冷源13和一热像仪15。举例来说，加热源12用以均匀地加热一样品14的一第一端，致冷源13用以均匀地致冷样品14的一第二端，以及热像仪15用以量测样品14的热影像。举例来说，样品14可以是方形，例如金属材料(metal materials)、半导体材料(semiconductor materials)、显示面板(display panel)或太阳能面板(solar cellpanel)，也可以是圆形，例如晶片(wafer)，或者是其他各式各样形状，例如陶瓷(ceramic)、艺术品或任何需量测的待测物，但不限于此。在某些实施例中，样品14的热影像包括红外线热影像，其中红外线热影像包括近红外光(near-infrared，NIR)热影像、中红外光(mid-infrared，MIR)热影像和远红外光(far-infrared，FIR)热影像。此外，加热源12和致冷源13用以使得样品14的热影像具有温度梯度，其中加热源12和致冷源13设置在一第一轴方向，而热像仪15设置在不同于第一轴方向的一第二轴方向，使得热像仪15可拍摄到样品14的温度梯度(即温度传导图形)。举例而言，第一轴方向垂直于第二轴方向，或第一轴方向与第二轴方向相差30°、45°或60°，但不限定于此。在此实施例中，样品的第一端不相邻于样品的第二端。在某些实施例中，样品的第一端也可相邻于样品的第二端，但不限于此。

一般而言，缺陷量测装置11更包括一控制器16、一环境温度和湿度控制腔17。举例来说，控制器16用以控制加热源12和致冷源13，使得加热源12和致冷源13分别达到第一温度和第二温度。环境温度和湿度控制腔17用以控制样品14的环境温度和湿度。此外，热像仪15包括一热影像撷取器18，用以撷取样品14的热影像。再者，热像仪15并将所撷取的热影像传送至控制器16，控制器16则用以处理热影像，并且分析热影像，以便取得样品内部缺陷的相关资讯，以改良制作工艺。在某些实施例中，处理热影像的步骤包括过滤杂讯以及对N个热影像作叠加(image superposition)，但不限于此。举例来说，控制器16用以分析热影像的缺陷(defect)、断裂(crack)和应力(stress)等等。

在此实施例中，第一温度不同于第二温度。在某些实施例中，第一温度可大于第二温度。此外，在某些实施例中，缺陷量测装置11包括两个温度产生器(未绘出)，用以分别在样品14的第一端和第二端产生一第一温度和一第二温度，其中第一温度不同于第二温度，以便在热影像中产生温度梯度。举例而言，两个温度产生器同时为加热源或同时为致冷源。

图2是本发明实施例的缺陷量测方法。如图所示，缺陷量测方法包括下列步骤。

于步骤S21，建立N组温度组，其中每组具有两不同的温度。于步骤S22，加热样品14的一第一端，使得第一端达到第一组温度的第一温度。于步骤S23，致冷样品14的一第二端，使得第二端达到第一组的第二温度；于步骤S24，撷取样品14的一第一热影像。于步骤S25，判断是否撷取N个热影像，如果没有撷取N个热影像，则流程来到步骤S22，如果撷取N个热影像，则流程来到步骤S26，处理热影像，包括过滤杂讯以及对N个热影像作叠加(image superposition)。于步骤S27，分析热影像，以便取得样品14内部缺陷的相关资讯，举例来说，分析热影像的缺陷(defect)、断裂(crack)和应力(stress)等等，但不限于此。图2中的缺陷量测方法将于后续配合图示详加说明。在某些实施例中，缺陷量测装置11中的致冷源13可由另一个加热源所取代。此时，在步骤S22与S23中则分别将样品14的第一端与第二端加热至第一组温度的第一温度与第二温度。在某些实施例中，缺陷量测装置11中的加热源12可由另一个致冷源所取代。此时，在步骤S22与S23中则分别将样品14的第一端与第二端分别致冷至第一组温度的第一温度与第二温度。在某些实施例中，也可先执行步骤S23再执行步骤S22，或同时执行步骤S23与步骤S22。

图3是本发明实施例的缺陷量测方法的示意图，用以说明缺陷量测方法。如图所示，控制器16(在图3中未绘出)建立N组温度组，使得加热源12和致冷源13在不同的时间点(例如时间t1～时间t3)达到不同的温度组，以便热像仪15撷取不同时间点(例如时间t1～时间t3)(也等同于不同的温度组)的热影像。其中每一组温度具有第一温度和第二温度，而第一温度不同于第二温度，在某些实施例中，第一温度可大于第二温度。此外，第M组温度的第一温度可以等于、小于或大于其他组温度(第M组以外的组温度)的第一温度、第M组温度的第二温度可以等于、小于或大于其他组(第M组以外的组温度)第二温度。

举例来说，当样品14具有缺陷35时，在时间t1时，控制器16控制加热源12和致冷源13，使得样品14的第一端和样品14的第二端的温度为分别为第一组温度的第一温度(例如100℃)和第一组第二温度(例如20℃)，以便热像仪15撷取第一热影像。在时间t2时，控制器16控制加热源12和致冷源13，使得样品14的第一端和样品14的第二端的温度为分别为第二组温度的第一温度(例如200℃)和第二组第二温度(例如20℃)，以便热像仪15撷取第二热影像。在时间t3时，控制器16控制加热源12和致冷源13，使得样品14的第一端和样品14的第二端的温度为分别为第三组温度的第一温度(例如300℃)和第三组第二温度(例如15℃)，以便热像仪15撷取第三热影像。在时间tN时，控制器16控制加热源12和致冷源13，使得样品14的第一端和样品14的第二端的温度为分别为第N组温度的第一温度和第N组第二温度，以便热像仪15撷取第N热影像(未绘出)。当热像仪完成撷取N个热影像时，控制器16处理N个热影像得到热影像34，并且分析热影像34来了解样品14的内部的缺陷35。

根据本发明的实施例，由于缺陷量测装置具有加热源12和致冷源13，因此可以快速的产生热影像的温度梯度，也加速量测上的方便。此外，加热源12和致冷源13为接触式的加热源和致冷源，使得样品14的第一端和第二端具有稳定温度，因此样品14的热影像中具有明显的温度梯度。

虽然本发明以较佳实施例发明如上，但并非用以限制本发明。此外，现有技术者应能知悉本发明权利要求应被宽广地认定以涵括本发明所有实施例及其变型。

Claims

1.一种缺陷量测装置，包括：

至少一加热源，用以均匀地加热一样品的一第一端；

至少一致冷源，用以均匀地致冷上述样品的一第二端；以及

热像仪，用以量测上述样品的热影像；

其中上述加热源和上述致冷源，用以使得上述样品的热影像具有温度梯度。

2.如权利要求1所述的缺陷量测装置，还包括一控制器，用以控制上述加热源和上述致冷源，使得上述加热源和上述致冷源分别达到一第一温度和一第二温度。

3.如权利要求2所述的缺陷量测装置，其中上述控制器控制上述热像仪于上述加热源和上述致冷源分别达到上述第一温度和上述第二温度时撷取上述样品的热影像。

4.如权利要求2所述的缺陷量测装置，其中上述控制器用以处理上述样品的热影像，并分析处理后的上述样品的热影像，以便取得上述样品的缺陷资讯。

5.如权利要求1所述的缺陷量测装置，其中上述热像仪包括一热影像撷取器，用以撷取上述样品的热影像。

6.如权利要求1所述的缺陷量测装置，其中上述加热源和上述致冷源设置在一第一轴方向，上述热像仪设置在不同于上述第一轴方向的一第二轴方向。

7.如权利要求2所述的缺陷量测装置，其中上述第一温度不同于上述第二温度。

8.如权利要求1所述的缺陷量测装置，还包括一环境温度和湿度控制腔，用以控制上述样品的环境温度和湿度。

9.如权利要求1所述的缺陷量测装置，其中上述加热源和上述致冷源各别为一接触式加热源和一接触式致冷源。

10.一种缺陷量测方法，包括：

选择性地加热或致冷一样品的一第一端，使得上述第一端达到一第一温度；

选择性地致冷或加热上述样品的一第二端，使得上述第二端达到一第二温度，其中上述第一温度不同于上述第二温度；

撷取上述样品的热影像；以及

分析上述样品的上述热影像。

11.如权利要求10所述的缺陷量测方法，还包括控制上述样品的环境温度。

12.如权利要求10所述的缺陷量测方法，还包括控制上述样品的湿度。

13.如权利要求10所述的缺陷量测方法，其中上述分析上述样品的热影像还包括缺陷、断裂和应力分析。

14.一种缺陷量测装置，包括：

至少二温度产生器，用以均匀地使一样品的一第一端和一第二端分别到达一第一温度和一第二温度，其中上述第一温度不同于上述第二温度；以及

热像仪，用以量测上述样品的热影像；

其中上述温度产生器，用以使得上述样品的热影像具有温度梯度。

15.如权利要求14所述的缺陷量测装置，还包括一控制器，用以处理上述样品的热影像，并分析处理后的上述热影像，以便取得上述样品的缺陷资讯。

16.如权利要求14所述的缺陷量测装置，其中上述温度产生器设置在一第一轴方向，上述热像仪设置在不同于上述第一轴方向的一第二轴方向。