CN103733019B - 用于确定集成电路封装的共面性的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于确定在衬底上的三维特征的共面性的方法和装置，该装置包含：一个支承件，用于在对象平面中的待要被检验的对象；一个光源，用于照射所述对象；第一图像捕捉设备，具有第一传感器和第一可倾斜透镜；第二图像捕捉设备，具有第二传感器和第二可倾斜透镜；以及一个图像处理器，用于确定共面性。每个可倾斜透镜都相对于其传感器从第一可变角度可移动到第二可变角度，以使得对应的透镜平面和其传感器平面按照Scheimpflug原理基本相交于所述对象平面处，且对应的图像在整个视野上是对焦的且具有均匀的光强度。

Description

用于确定集成电路封装的共面性的方法和装置

技术领域

本发明涉及视觉检验系统。更具体地，本发明涉及用于确定集成电路封装中三维特征的共面性的方法和装置。

背景技术

在小型化的电子电路和集成电路封装领域，高精度制造和质量控制是重要的。存在对参数的测量和控制的准确度的需要，以减少已封装的半导体产品中的缺陷，这将最终降低与工艺相关联的成本。特别关注的是三维特征（诸如球栅阵列（BGA）器件中的焊料球（solder ball），或是四侧引脚扁平封装（QFP）器件中的引脚）的共面性或相对高度，这对于电路板的性能很关键。例如，如果一个焊料球高度不足，或是低于其他焊料球的平均高度，则在该焊料球和其在电路板上的相对应的焊盘之间就将没有任何电连接，导致电路板不能运作。

已经提出了若干种类型的检验装置。例如，美国专利No.7,508,974公开了一种校准和部件检验方法，用于检验BGA器件以测量焊料球的高度。两个摄像机对一个精确图案掩模做成像，该精确图案掩模具有沉积在透明刻线（reticle）上的点图案。所述精确图案掩模被用于系统的校准。一个光源和高架光反射性漫射器提供照射，而第一摄像机从正下方对刻线精确图案掩模进行成像。位于刻线的底部平面下方的一个附加的镜子或棱镜从一侧的视图反射该刻线图案掩模，通过棱镜或反射性表面反射到第二摄像机中；而位于刻线的底部平面下方的第二附加的镜子或棱镜通过棱镜或镜子将刻线图案掩模的相对一侧的视图反射到所述第二摄像机中。通过对多于一个点图案进行成像，可以用三角学解法解出该系统的丢失的位置值。在校准之后将具有图案掩模的刻线除去，且以球面向下方的方式放置待要被检验的BGA器件，从而被所述两个摄像机成像。通过三角测量方法处理BGA器件的图像，以计算至少一个球相对于预计算的校准平面的三维位置。

美国专利No.7,573,569公开了一种检验系统，其将电子器件的部件的2D检验和3D检验合并到一个紧凑模块中。该检验系统公开了：2D图像获得组件，其用于检验部件的2D标准；3D图像获得组件，其用于检验部件的3D标准；以及用于控制和数据分析的计算机。3D图像获得组件包括一个3D图像传感器和一个光源。3D光源优选地是一个激光器，该激光器能够生成一个平面光层，该平面光层基本垂直于电子器件的检验平面。2D图像获得组件包括一个2D传感器和一个被定位在支持器上方的2D光源。2D图像获得组件和3D图像获得组件布置为使得能够在电子器件被支持在一个位置时进行2D检验和3D检验。

EP专利No.0638801B1公开了一种系统，其使用一种两个摄像机的“立体”布置来测量BGA的x、y和z位置以及尺寸数据。一个摄像机被用来测量BGA的居中性，而另一个摄像机被用来感测平整度。平整度是通过一个倾斜的摄像机测量的，该摄像机感测来自与该摄像机对置定位的光源的新月形反射光。

上述发明存在侧视图摄像机的焦深有限的问题。一些检验装置公开了根据Scheimpflug原理制造的系统。多年以来，已知在某些情况下，按照Scheimpflug原理所定义的，假设所有感兴趣的对象都位于一个平面上，可同时聚焦在距摄像机不同距离处的若干事物上。一旦满足该条件时，对象平面、图像平面和穿过透镜的平面都沿着一条直线相交。

例如，美国专利6,671,397公开了一种测量系统，其具有一个摄像机，该摄像机具有一个透镜和一个分立的传感器，所述透镜和所述传感器被安装以使得它们的平面根据Scheimpflug原理在一个对象平面处相交。一个参考摄像机是法向的，且提供了一个二维图像，该二维图像被图像处理器用来确定一个校准图像。这允许图像处理器确定相关对象的高度。单个图像捕捉提供了整个对象诸如BGA器件的图像。然而，来自所公开的该技术的整个对象的图像存在不均匀问题，导致了对焦的但不均匀的图像，这妨碍了所获得的结果的准确度。

因此，本发明的动机在于，通过产生具有均匀光强度的对焦良好的图像，提高视觉检验系统中的测量的准确度。

在本说明书中讨论的任何文献、器件、行为或知识都被包括用来解释本发明的背景。这不应理解为承认任何所述材料构成了在本公开内容和权利要求的优先权日或优先权日之前的任何时间点的现有技术的一部分或相关领域技术中的公知常识。所有对日期的陈述以及对这些文献的内容的表述均基于申请人可获知的信息，且不构成对这些文献的日期或内容的正确性的任何承认。

发明目的

本发明的一个目的在于提供一种用于检验集成电路模块中的三维特征以确定该模块是否满足其制造规格的方法和装置。

本发明的一个目的还在于提供用于检验集成电路模块中的三维特征以确定在集成电路封装中的衬底上的三维特征的共面性以及确定该模块是否满足其制造规格的方法和装置。

本发明的再另一个目的在于提高用于确定集成电路模块中的三维特征的共面性的检验系统的准确度。

本发明还有一个目的在于克服或至少基本改善现有技术的缺点和不足。

从下面的说明中并结合附图，将会了解本发明的这些和其他目的和优势，在附图中通过例示和举例的方式公开了本发明的至少一个实施方案。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了用于确定在一个对象的衬底上的三维特征的共面性的装置。该装置包含：一个支承件，用于待要被检验的对象，其中该对象具有对象平面；一个光源，用于照射待要被检验的对象；第一图像捕捉设备，包含第一传感器和第一可倾斜透镜，该第一传感器具有第一传感器平面，该第一可倾斜透镜具有第一透镜平面，所述第一图像捕捉设备相对于所述对象平面以第一立体视角被安装，以捕捉被照射的对象的第一侧视图图像；第二图像捕捉设备，包含第二传感器和第二可倾斜透镜，该第二传感器具有第二传感器平面，该第二可倾斜透镜具有第二透镜平面，所述第二图像捕捉设备相对于所述对象平面以第二立体视角被安装，以捕捉被照射的对象的第二侧视图图像；以及一个图像处理器，用于处理由所述第一图像捕捉设备捕捉的所述第一侧视图图像和由所述第二图像捕捉设备捕捉的所述第二侧视图图像，以确定在所述衬底上的所述三维特征的共面性，其中所述第一可倾斜透镜相对于所述第一传感器平面从第一可变角度可移动到第二可变角度，以使得所述第一传感器平面和所述第一透镜平面按照Scheimpflug原理基本相交于所述对象平面处，且所述对象的所述第一侧视图图像在整个视野上是对焦的且具有均匀的光强度，且其中所述第二可倾斜透镜相对于所述第二传感器平面从第一可变角度可移动到第二可变角度，以使得所述第二传感器平面和所述第二透镜平面按照Scheimpflug原理基本相交于所述对象平面处，且所述对象的所述第二侧视图图像在整个视野上是对焦的且具有均匀的光强度。

根据本发明的一个实施方案，该装置还包括第三图像捕捉设备，其被以第三立体视角安装，所述第三立体视角垂直于所述对象平面，以捕捉待要被检验的对象的仰视图图像。

根据本发明的另一个实施方案，其中所述第一图像捕捉设备和所述第二图像捕捉设备相对于所述对象平面的法线对称地安装。

根据本发明的又一个实施方案，其中所述第一图像捕捉设备和所述第二图像捕捉设备相对于所述对象平面的法线不对称地安装。

优选地，所述第一传感器和所述第一可倾斜透镜安装在一个支架上。

优选地，所述支架将所述第一传感器保持在一固定位置，同时允许所述第一可倾斜透镜相对于所述第一传感器平面从第一可变角度移动到第二可变角度。

优选地，所述第一传感器相对于待要被检验的对象以第一立体视角被安装。

优选地，所述第二传感器和所述第二可倾斜透镜安装在第二支架上。

优选地，所述第二支架将所述第二传感器保持在一固定位置，同时允许所述第二可倾斜透镜相对于所述第二传感器平面从第一可变角度移动到第二可变角度。

优选地，所述第二传感器相对于待要被检验的对象以第二立体视角被安装。

优选地，所述第一传感器和所述第二传感器以对置的方式安装，以使得所述第一传感器和所述第二传感器捕捉被照射的对象的相对的侧视图。

优选地，所述装置还包括一对反射表面，用于将待要被检验的对象反射到所述第一图像捕捉设备和所述第二图像捕捉设备中。

根据本发明的又一个方面，提供了用于使用根据本文所述的装置确定集成电路封装中的衬底上的三维特征的共面性的方法。

根据本发明的又一方面，提供了用于确定集成电路封装中的衬底上的三维特征的共面性的方法，包含：提供待要被检验的对象；使用根据在此所述的装置的两个或更多个图像捕捉设备，捕捉所述对象的两个或更多个图像；以及处理所捕捉的图像，以确定共面性。

可以将本发明广义地陈述为由在本申请的申请文件中所提到或指出的部件、元件和特征单独地或共同地组成，以及由任意两个或更多个所述部件、元件和特征的任意或全部组合来组成，且其中当本文中提到的特定整体在本发明所涉及的领域中具有已知等价物时，这样已知的等价物被视为包括在本发明之内，如同是单独地提出的一样。

附图说明

现在将参考附图，以便更好地理解本发明并实施，在附图中：

图1是本发明的一个实施方案的装置的侧视图；

图2A是根据Scheimpflug原理的相对于具有固定视角θ的固定透镜的常规可倾斜的传感器的图示；

图2B是根据Scheimpflug原理的相对于具有固定视角θ的固定传感器可倾斜的透镜的图示；

图3A呈现了根据Scheimpflug原理的用相对于固定透镜可倾斜的传感器捕捉的图像的一个实施例；

图3B呈现了根据Scheimpflug原理的用相对于固定传感器可倾斜的透镜捕捉的图像的一个实施例；

图4呈现了根据本发明的装置的一个实施方案的侧视图，示出图像捕捉设备的变化的视野；

图5A是用于确定集成电路封装中的共面性的底座平面方法的图示；以及

图5B是用于确定集成电路封装中的共面性的回归平面方法的图示。

具体实施方式

现将参照附图，结合优选实施方案详细描述本发明。

图1表示根据本发明的一个实施方案的装置10，其用于BGA器件的三维检验。在图1中示出了待要被检验的对象20。对象20包含定位在衬底23上的多个球22。待要被检验的对象20也可以是具有三维特征的衬底，三维特征诸如QFP器件中的引脚等等。对象20可被机械臂（未示出）支承，该机械臂将该对象从点A（未示出）运送到点B（未示出），其中点A或点B可以是检验该对象的位置。

用至少一个光源24照射待要被检验的对象20。光源24可以是一个包含多个发光二极管（LED）的环形光源，其中多个发光二极管的光束以一个倾斜的角度射向待要被检验的对象20。

该装置10可以使用至少两个或三个图像捕捉设备，例如摄像机，以直接对对象20的仰视图和两个侧面立体图进行成像，如图1中所示。图1中的实施方案中示出了三个摄像机30、40、50。虽然示出了三个摄像机，但包含两个摄像机30、50的配置也被认为对于执行本发明的目的是可行的。摄像机40安装在待要被检验的对象20的正下方，其中摄像机40的光轴垂直于对象20。摄像机40包括位于中央区域下方的透镜41和传感器42，以捕捉对象20的仰视图。

以相对于待要被检验的对象20倾斜的视角安装摄像机30、50。摄像机30包括一个透镜31和一个传感器32，摄像机50包括一个透镜51和一个传感器52。摄像机30具有分立的透镜31和传感器32，摄像机50具有分立的透镜51和传感器52，透镜和传感器独立地运作以使得透镜相对于传感器可倾斜或可移动，以满足Scheimpflug原理。

摄像机30的透镜31和传感器32以及摄像机50的透镜51和传感器52分别由一个单独地安装在支承件或载物台上的支架（未示出）所保持。每个透镜31、51分别相对于传感器32、52可倾斜，直到待要被检验的对象20在摄像机30、50的视野中处于焦点为止。然后用锁定螺母（未示出）将每个透镜31、51锁定就位。

摄像机30、40、50均可电气地、电子地或功能地连接到用于接收图像的帧抓取器或接收器33、43、53。接收器33、43、53向图像处理器80提供图像数据输出。优选地，接收器33、43、53包括一个接口，用于将图像高速地从摄像机30、40、50传输到图像处理器80。可用于本发明的一个实施方案的接收器的一个实施例是GIGABIT^TM以太网适配器，其功能是以最高达1000Mb/s的速度提供图像传输。GIGABIT以太网适配器是在2006年推出的接口标准，用于高性能工业摄像机。

由图像捕捉设备捕捉的图像通过接收机传递至图像处理设备（未示出），图像处理设备存储并且处理图像。图像处理设备可以是一台外部计算机，经由接收机操作地连接到图像捕捉设备。图像处理设备包括图像处理器80，其具有相关联的存储器，并且被配置为获取待要被检验的对象20的三维信息。

Scheimpflug原理是一个几何规则，其描述了当透镜的平面（透镜平面）不平行于传感器的平面（传感器平面）时光学成像系统的焦点的平面（焦平面）的取向。当从传感器平面延伸出一条倾斜的切线，且从透镜平面延伸出另一条倾斜的切线时，这两条切线在焦平面也经过的一条直线处相遇。在此条件下，当不平行于传感器平面的平面对象与焦平面一致地定位时，该平面对象可完全地对焦。

具有符合Scheimpflug原理的可倾斜传感器和固定透镜的图像捕捉设备已经被现有技术用在机器视觉系统中以实现更好地对焦的图像。如图2A中所示，该原理通过将传感器相对于固定透镜倾斜来实施，从而该透镜具有相对于对象平面的法线的固定的视角θ。参见图2A，透镜60具有透镜平面61，且透镜60被保持在固定位置。传感器62相对于透镜平面61在一个角度范围内可倾斜或可移动。起初具有一个与透镜平面61平行的传感器平面64的传感器62被倾斜到如下一个位置，在该位置处传感器具有传感器平面66。当从传感器平面66延伸出一条倾斜的切线，且从透镜平面61延伸出另一条倾斜的切线时，这两条切线在从平面对象68延伸出的对象平面67也经过的一条直线处相遇。当满足此条件时，不与传感器平面66平行的平面对象68可以完全地对焦。在此情形中，中线63，也即，经过对象68的中心、透镜60的中心和传感器62的中心的直线，垂直于透镜60。对象平面67、透镜平面61和传感器平面66之间的关系，或Scheimpflug原理，通过如下公式体现：

其中：

f=有效焦距

u=前工作距离

v=后工作距离

θ=对象平面与透镜平面之间的角度

γ=透镜平面与传感器平面之间的角度。

如上所述，将传感器相对于固定透镜倾斜到期望的取向将会获得对焦的图像。然而，对于本发明的三维检验系统，已经发现上述方法导致严重的不均匀问题。虽然对象的图像是对焦的，但该图像的不均匀导致对图像上的对于确定共面性很关键的某些特征的检测的不准确。在图像上需要被检测的特征的一个例子是BGA器件中的球的边缘或是QFP器件中的引脚的边缘。当用在本发明的背景中时,不均匀性指的是图像的变化的光图像强度（light image intensity）。图像强度可以指对象上的一个点反射在观看者或摄像机的方向上的光的量。图像强度还可以指观看者或摄像机看到的每单位面积的光通量或每单位面积的反射光。在实践中，这可以指一个具有从灰到黑的变化的明暗度的对焦图像，而这可能妨碍检测图像上的关键特征。

在实践中，图3A示出由三维检验系统捕捉的图像的一个实施例，该三维检验系统具有相对于固定透镜可倾斜的传感器，满足Scheimpflug原理。虽然图像是对焦的，但可见该图像受到不均匀光强度的影响，导致该图像具有变化的灰色明暗度。这会影响用于集成电路封装的视觉检验系统的测量准确度。

另一方面，本发明通过相对于固定传感器倾斜透镜来实施Scheimpflug原理，由此传感器具有相对于对象平面的法线固定的视角θ。如图2B中所示，传感器72具有传感器平面74，且传感器72被保持在固定位置。透镜70具有透镜平面71，而透镜70相对于传感器平面74在一个角度范围内可倾斜。起初具有一个与传感器平面74平行的透镜平面（未示出）的可倾斜透镜70被倾斜到如下一个位置，在该位置该透镜具有透镜平面71。当从传感器平面74延伸出一条倾斜的切线，且从透镜平面71延伸出另一条倾斜的切线时，这两条切线在从平面对象78延伸出的对象平面77也经过的一条直线处相遇。当满足此条件时，不与传感器平面74平行的平面对象78可以完全地对焦。在此情形中，中线73，即，经过对象78的中心、透镜70的中心和传感器72的中心的直线，垂直于传感器平面74。对象平面77、透镜平面71和传感器平面74之间的关系，或Scheimpflug原理，通过如下公式体现：

其中：

f'=有效焦距

u'=从对象的中心到透镜的中心的距离

v'=从透镜的中心到传感器的中心的距离

θ=对象平面与传感器平面之间的角度

γ=透镜平面与传感器平面之间的角度。

图3B表示出由满足Scheimpflug原理的三维检验系统捕捉的图像的一个实施例，该三维检验系统具有相对于固定传感器可倾斜的透镜。如可见，该图像是对焦的，且具有均匀的光强度。在图像上看不到光强度的变化明暗度。视觉检验系统的测量的准确度被改进，因为对在光强度均匀的图像上的特征的检测更为一致。

现在将解释在实践中图1中的装置的一个实施方案。在操作中，图像处理器80导引摄像机30、50以捕捉待要被检验的对象20的图像。摄像机30接下来将提供对象20的第一侧视图图像，该图像在整个视野上是对焦的，且具有均匀的光强度。摄像机50将会提供对象20的第二侧视图图像，该图像也在整个视野上是对焦的，且具有均匀的光强度。一旦分别从第一摄像机和第二摄像机接收到第一侧视图图像和第二侧视图图像，图像处理器80就将能够处理图像以确定待要被检验的对象20的三维信息。摄像机40捕捉待要被检验的对象20的仰视图图像。该图像表示待要被检验的对象20的二维视图。值得注意的是，从摄像机30和摄像机40获得的、或从摄像机50和摄像机40获得的其他成对图像，或从摄像机30、40和50一起获得的三个图像也可以被图像处理器80处理，以获得待要被检验的对象20的三维信息。

理论上说，对于任何立体视觉检验系统，可通过来自至少两个不同摄像机的二维信息来提供给定点或器件部件的三维信息。参见作为例示的图4，对象94的左侧部分95只能通过左侧视图摄像机90和仰视图摄像机91来观察，而对象94的右侧部分96只能通过右侧视图摄像机92和仰视图摄像机91来观察。结果，左侧部分95的三维信息只能通过使用左侧视图摄像机90和仰视图摄像机91这一对来得出，而右侧部分96的三维信息只能通过右侧视图摄像机92和仰视图摄像机91这一对来得出。对象94的顶部部分97——即，与仰视图摄像机91成法向的部分——可以通过所有三个摄像机观察，且对于此部分的三维信息，可以通过三个摄像机中任意两个得出或通过使用所有三个摄像机得出。当将左部分95、右部分96和顶部部分97的三维信息结合到一起时，可以提供整个对象94的三维信息。因此，通过添加仰视图摄像机91，能够重构对象的不同侧面。这是使用摄像机40的主要优势之一。此外，当一个部分——例如顶部部分97——的三维信息是从所有三个摄像机得出的时，该三维信息要比从任意两个摄像机得出的更加准确。这是使用摄像机40的另一个主要优势。

关于图1，摄像机40的中线25垂直于对象20的平面。角度θ表示摄像机30、50之一的相应视角。理论上说，视角θ可以是在（0，90°）范围内的任何值。在实践中，摄像机30，50的视角是以如下方式选择的：对于BGA器件，球的顶端（球顶端）或一个接近于球顶端的点应该在侧视图上是可看到的，而对于QFP器件，相邻的引脚在侧视图图像上是可区分的。在一个优选的实施方案中，视角应具有25°到40°的范围。摄像机30、50也可以被布置或配置成关于中线25对称或不对称。

为了使得该装置更为紧凑，可以使用反射表面或镜子14将来自对象的光线反射进摄像机中。优选地，相对于对象20以倾斜角度放置镜子14，以使得整个对象20位于视野内且被摄像机捕捉。

为了得出待要被检验的对象的三维信息，校准摄像机是重要的。具体地，单个摄像机的内部摄像机参数以及在摄像机之间的空间关系或相对姿势（位置和取向）是关键的。图像处理器利用了多视角校准技术，该技术可涉及两个或更多个摄像机（参见，Solution Guide III-C，3D版本，10.0版，以引用方式纳入本文，软件可得自德国慕尼黑的MVTec Software GmbH）。多视角校准方法同时校准所有摄像机，且形成一个公共三维坐标系（摄像机设置坐标系）用作参考。这意味着，无论使用哪一对摄像机或哪三个摄像机被用于得出对象的不同部分的三维信息，该三维信息都是处在同一个坐标系。因此，来自对象的不同部分的三维信息可以被直接地结合，以重构整个对象的三维世界。

包括一个边界和一个精密点阵列的一个校准栅格在摄像机的视野内以各种不同姿势呈现给摄像机。在每个姿势，摄像机捕捉该校准栅格的一组多视角图像（多视角图像组）。从这些多视角图像组中选出至少十组，用于校准过程。所选择的这些多视角图像组应当覆盖摄像机的整个视野。

在校准期间，视觉系统顺序读取多视角图像组，以定位边界内的点。校准栅格上的点之间的精确空间关系被用来计算单个摄像机的内部摄像机参数以及摄像机之间的相对姿势。产生的参数被保存，作为所谓的摄像机设置模型。

源自同一个对象点的多视角图像组的图像点被称为共轭点。由立体视觉原理可知，给定共轭点的图像位置并给定摄像机设置模型，则可以计算出对象点在摄像机设置坐标系中的三维位置。

对于BGA器件，主要任务是检测每个球在多视角图像组中的共轭点。想要在多视角图像组中的每个图像中选择一个能够始终被检测到的点，以形成共轭点。理想地，该点可以是球顶端，其是球上最高的点。在实践中，真正的球顶端可能不易在图像上检测到。然而，通过使用合适的光照和摄像机视角，可以使得所选择的点足够接近真正的球顶端。在多视角图像组中的每个图像中，首先执行边缘检测以检测该器件的边界，且在这些边界内执行标准连通域分析（blob analysis），以定位每个球的大致位置。然后将两个边缘检测窗口投射到每个球上，以定位球的上边缘位置和下边缘位置，直至子像素精度。从这两个边缘竖直居中投射第三边缘检测窗口，以在左侧视图图像检测球的右边缘，并且如果使用仰视图摄像机则在仰视图图像检测球的中心，且在右侧视图图像检测球的左边缘，直至子像素精度。在多视角图像组中检测到的一个球的这些边缘点形成了该球的共轭点。这些共轭点的图像坐标，连同摄像机设置模型，被用来得出球顶端在摄像机设置坐标系中的三维位置。而该球顶端的三维位置被进一步用于确定BGA器件中的球的共面性，如下所述。

为了确定衬底上的三维特征的共面性，构造了一个假设的表面（参考表面），测量从每个三维特征到该参考表面的距离。开发起来最简单的表面是平面（参考平面），但也可使用更为一般的表面，诸如抛物线、椭圆以及其他更高阶的表面。

虽然许多技术可用于确定参考平面，但是一个通用方法是底座平面方法（seatingplane method）。底座平面方法从球顶端的三维位置产生一个表面,其中所有球位于该表面的一侧。如图5A中所示，衬底23被定向成球101坐落于于底座平面100上。底座平面100被定义成至少三个或更多个球坐落于于底座平面100上。使用此方法，每个球的共面性就是从球的顶端到底座平面100的距离。

同样通用的用于确定参考平面的第二种方法被称为回归平面法。如图5B中所示，此方法基于最小均方回归分析。该分析从球顶端的三维位置产生最优拟合表面平面（回归平面）105，其中一些球位于该平面上方而另一些位于平面下方。使用此方法，每个球的共面性是从球的顶端到回归平面105的距离或到移位的回归平面的距离。

本发明利用上述两种方法来确定在衬底上的三维特征的共面性。

在上文已经结合功能构造块的帮助描述了本发明，示出本发明的具体功能和关系的实施方式。这些功能构造块的边界已经在这里被任意定义，以便用于详细的描述。可以定义替代的边界，只要适当地执行该边界的具体功能和关系。

虽然已经在被视为最实用和最优选的实施方案中示出和描述了本发明，但认识到，可在本发明的范围内作出偏离，本发明不应被视为限于此处描述的细节，而是应该视为按照所附权利要求的全部范围，以涵盖任意和所有等价的器件和装置。

当在此说明书中使用“包括/包含”时，其被理解为指定所陈述的特征、整体、步骤或组件，但不排除另外的一个或多个特征、整体、步骤、组件或其组合的存在或添加。

Claims (11)

1.一种用于确定一个对象的衬底上的三维特征的共面性的装置，包含:

一个支承件，用于待要被检验的对象，其中该对象具有一个对象平面；

一个光源，用于照射待要被检验的对象；

第一图像捕捉设备，包含第一传感器和第一可倾斜透镜，该第一传感器具有第一传感器平面，该第一可倾斜透镜具有第一透镜平面，所述第一图像捕捉设备相对于所述对象平面以第一立体视角被安装，以捕捉被照射的对象的第一侧视图图像；

所述第一传感器和所述第一可倾斜透镜安装在第一支架上,所述第一支架将所述第一传感器保持在一固定位置，同时允许所述第一可倾斜透镜相对于所述第一传感器平面从第一可变角度移动到第二可变角度；

第二图像捕捉设备，包含第二传感器和第二可倾斜透镜，该第二传感器具有第二传感器平面，该第二可倾斜透镜具有第二透镜平面，所述第二图像捕捉设备相对于所述对象平面以第二立体视角被安装，以捕捉被照射的对象的第二侧视图图像；

所述第二传感器和所述第二可倾斜透镜安装在第二支架上,所述第二支架将所述第二传感器保持在一固定位置，同时允许所述第二可倾斜透镜相对于所述第二传感器平面从第一可变角度移动到第二可变角度；以及

一个图像处理器，用于处理由所述第一图像捕捉设备捕捉的所述第一侧视图图像和由所述第二图像捕捉设备捕捉的所述第二侧视图图像，以确定在所述衬底上的所述三维特征的共面性，

其中所述第一可倾斜透镜相对于所述第一传感器平面从第一可变角度可移动到第二可变角度，以使得所述第一传感器平面和所述第一透镜平面按照Scheimpflug原理基本相交于所述对象平面处，且经过所述对象的中心、所述第一可倾斜透镜的中心和所述第一传感器的中心的直线垂直于所述第一传感器平面，且

其中所述第二可倾斜透镜相对于所述第二传感器平面从第一可变角度可移动到第二可变角度，以使得所述第二传感器平面和所述第二透镜平面按照Scheimpflug原理基本相交于所述对象平面处，且经过所述对象的中心、所述第二可倾斜透镜的中心和所述第二传感器的中心的直线垂直于所述第二传感器平面。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括第三图像捕捉设备，其被以垂直于所述对象平面的第三立体视角安装，以捕捉待要被检验的对象的仰视图图像。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一图像捕捉设备和所述第二图像捕捉设备相对于所述对象平面的法线对称地安装。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一图像捕捉设备和所述第二图像捕捉设备相对于所述对象平面的法线不对称地安装。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一传感器相对于待要被检验的对象以第一立体视角被安装。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二传感器相对于待要被检验的对象以第二立体视角被安装。

7.根据权利要求1所述的装置，所述第一传感器和所述第二传感器以对置的方式安装，以使得所述第一传感器和所述第二传感器捕捉被照射的对象的相对的侧视图。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括一对反射表面，用于将待要被检验的对象反射到所述第一图像捕捉设备和所述第二图像捕捉设备。

9.一种用于使用根据权利要求1所述的装置确定集成电路封装中的衬底上的三维特征的共面性的方法。

10.一种用于确定集成电路封装中的衬底上的三维特征的共面性的方法，包含:

提供待要被检验的对象；

使用根据权利要求1所述的装置的两个或更多个图像捕捉设备，捕捉所述对象的两个或更多个图像；以及

处理所捕捉的图像，以确定共面性。

11.一种用于确定一个对象的衬底上的三维特征的共面性的装置，包含:

一个支承件，用于待要被检验的对象，其中该对象具有对象平面；

一个光源，用于照射待要被检验的对象；

第一图像捕捉设备，包含第一传感器和第一可倾斜透镜，该第一传感器具有第一传感器平面，该第一可倾斜透镜具有第一透镜平面，所述第一图像捕捉设备相对于所述对象平面以第一立体视角被安装，以捕捉被照射的对象的第一侧视图图像；

所述第一传感器和所述第一可倾斜透镜安装在第一支架上,所述第一支架将所述第一传感器保持在一固定位置，同时允许所述第一可倾斜透镜相对于所述第一传感器平面从第一可变角度移动到第二可变角度；

第二图像捕捉设备，以垂直于所述对象平面的第二立体视角被安装，以捕捉被照射的对象的仰视图图像；以及

一个图像处理器，用于处理由所述第一图像捕捉设备捕捉的第一视图图像和所述第二图像捕捉设备捕捉的第二视图图像，以确定在所述衬底上的所述三维特征的共面性，

其中所述第一可倾斜透镜相对于所述第一传感器平面从第一可变角度可移动到第二可变角度，以使得所述第一传感器平面和所述第一透镜平面按照Scheimpflug原理基本相交于所述对象平面处，且经过所述对象的中心、所述第一可倾斜透镜的中心和所述第一传感器的中心的直线垂直于所述第一传感器平面。