CN108449975A - 视觉检测模块及包含此模块的元件检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种元件检测系统，尤其涉及一种执行关于半导体元件视觉检测的视觉检测模块及包含此模块的元件检测系统。本发明公开了一种执行平面形状为多角形半导体元件(1)的视觉检测的视觉检测模块(50)，其特征在于，包括：单一图像获得部(100)，获得所述半导体元件(1)第一平面的第一平面图像及所述半导体元件(1)的多角形边侧面的侧面图像；第一光路(L1)，使所述半导体元件(1)第一平面的第一平面图像到达所述单一图像获得部(100)；以及光学系统，使所述半导体元件(1)的多角形边侧面的侧面图像各自到达所述单一图像获得部(100)，并且形成多个第二光路(L2)。

Description

视觉检测模块及包含此模块的元件检测系统

技术领域

本发明涉及一种元件检测系统，更详细地说，涉及一种执行关于半导体元件视觉检测的视觉检测模块及包含此模块的元件检测系统。

背景技术

当完成打包工序的半导体设备元件完成老化测试等检测后，装载到客户托架中并且出厂。

并且，在出厂的半导体设备元件的表面，根据激光等，经过序列号、制造商标志等标识的标志工序。

并且，半导体设备元件会经过最终是否有导线(lead)或者滚珠丝(ball grid)的破损，破裂(crack)、是否有刮痕(scratch)等类似的半导体设备元件的外观状态及表面上形成的标志是否良好而进行检测的工序。

另外，额外增加检测如上所述的半导体设备元件的外观状态及标志是否良好的同时，根据其检测时间及各模块的配置，会影响用于全部工序执行的时间及装置的大小。

特别是，装载多个元件的托架装载，用于各元件的视觉检测的多个的模块，根据检测后检测结果的卸载模块构成及配置，装置的大小会随之改变。

并且，装置的大小可以限制安装在元件检测线内的元件检测系统的数量，或者根据预先规定数量的元件检测系统的安装，影响用于生成元件的安装费用。

发明内容

(要解决的问题)

使本发明的目的有别于如上所述的点，其目的在于，一次性获得半导体元件的表面及关于在其表面邻接的多个侧面的图像，并且可以执行视觉检测的视觉检测模块及包含此模块的元件检测系统。

(解决问题的手段)

本发明是用于达到如上所述的发明目的而进行的创作，本发明提供一种执行平面形状为多角形半导体元件1的视觉检测的视觉检测模块50，其特征在于，包括：单一图像获得部100，获得所述半导体元件1的第一平面的第一平面图像及所述半导体元件1的多角形边侧面的侧面图像；及第一光路L1，使所述半导体元件1第一平面的第一平面图像到达所述单一图像获得部100；及光学系统，使所述半导体元件1的多角形边侧面的侧面图像分别各自到达所述单一图像获得部100，并且形成多个第二光路L2。

还可额外包括焦点距离补正部400，安装在所述光学系统上，并且补正所述第一光路L1及所述第二光路L2的焦点距离差异。

所述焦点距离补正部400可以包括媒介部410，所述媒介部410安装在所述第一光路L1和第二光路L2上，并且包括具有光可以透过的透明材质媒介。

所述焦点距离补正部400可以包括框架部420，所述框架部420可拆卸地结合于构造物520，并且媒介部410可以拆卸地结合于框架部420。

所述框架部420相对于所述构造物520是依靠磁力进行可拆卸地结合。

所述光学系统，包括：主反射部件211，使所述第一平面的第一平面图像朝向所述单一图像获得部100并且反射；及辅助反射部件311，与所述半导体元件1的多角形边的各侧面对应安装，并且使所述半导体元件1多角形边的各侧面的侧面图像朝向所述主反射部件211并且反射。

所述主反射部件211具有光可以透过的半透过材质，照明系统540，从所述第一平面图像反射的反射面里面，向所述第一平面及向所述半导体元件1的多角形边的各侧面将光照射。

所述焦点距离补正部400安装在所述第二光路L2中的所述半导体元件1多角形边的各侧面和所述主反射部件211之间以及所述第二光路L2中的所述主反射部件211和所述单一图像获得部100之间中的至少任意一处。

所述焦点距离补正部400安装在所述第二光路L2中的所述半导体元件1的多角形边的各侧面和所述主反射部件211之间，所述焦点距离补正部400与所述辅助反射部件311形成一体。

本发明公开了一种元件检测系统，其特征在于，包括：装载部10，装载有盛有多个半导体元件1的托架2，并能所述托架2其线形移动；及视觉检测模块50，与所述装载部10内的托架2的移动方向垂直，并且安装在所述装载部10的一侧从而执行半导体元件1的视觉检测；及第一导轨68，与所述装载部10中的托架2的移动方向形成垂直而配置；及第一移送工具61，沿着所述第一导轨68移动并且与所述第一导轨68结合，用于执行视觉检测，从而从装载部10向所述视觉检测模块50将元件拾起移送；及卸载部31、卸载部32和卸载部33，在所述装载部10中，将完成视觉检测且装有半导体元件1的托架2接收，根据视觉检测结果将半导体元件1分类到相关托架2，所述视觉检测模块50是具有如上所述结构的视觉检测模块。

(发明的效果)

根据本发明的视觉检测模块及包含此模块的元件检测系统，可一次性获得半导体元件表面及与其表面邻接的多个侧面的图像，通过视觉检测，具有多样迅速执行视觉检测的优点。

特别是，一次性获得半导体元件的表面及在其表面邻接的多个侧面的图像，并且使用透明玻璃等媒介，根据互相不同光路的焦点距离的差异进行补正，使其可以根据一个单一数码相机获得图像，具有使用于执行视觉检测的模块结构简单化并减少制造费用的优点。

附图说明

图1是根据本发明元件检测系统的一实施例呈现的平面图。

图2a是将图1元件检测系统的一实施例结构，向侧面方向呈现的概念图。

图2b是将图2a视觉检测模块中半导体元件及辅助反射部件的配置呈现的底面图。

图3是将图2视觉检测模块中焦点距离补正部的一实施例呈现的平面图。

图4是图3焦点距离调整部的侧面图。

图5是将图1元件检测系统视觉检测模块的其他实施例结构，向侧面方向呈现的概念图。

图6是在图2或者图5的视觉检测模块中，用于获得图像从而呈现运转距离概念的概念图。

图7是将根据图2或者图5视觉检测模块获得的图像概略呈现的概念图。

具体实施方式

以下，参照根据本发明视觉检测模块及包含此模块的元件检测系统的附图说明如下。

根据本发明一实施例的元件检测系统，如图1所示，包括：装载部10，装载有盛有多个半导体元件1的托架2，并且使所述托架2线形移动；及视觉检测模块50，与所述装载部10内托架2的移动方向垂直，并且安装在所述装载部10的一侧从而执行半导体元件1的视觉检测；及第一导轨68，与所述装载部10中托架2的移动方向垂直配置；及第一移送工具61，沿着所述第一导轨68移动并且与所述第一导轨68结合，用于执行视觉检测，从而从装载部10向所述视觉检测模块50将元件拾起移送；及在所述装载部10中，包括：卸载部31、卸载部32和卸载部33，将完成视觉检测且盛有半导体元件1的托架2接收，根据视觉检测结果将半导体元件1分类到所属托架2。

此处的半导体元件1如果是完成半导体工序的内存、SD随机存储器、快速随机存储器、CPU、GPU等半导体元件，都可以成为其对象。

所述托架2是以多个半导体元件1组成8×10等行列装载并移送的结构，一般是使内存元件等规格化的。

所述装载部10作为一种将检测对象半导体元件1盛起来而执行视觉检测装载的结构，可具有多种结构形态。

例如，所述装载部10以一种稳定在托架2处形成的固定槽的状态，将盛有多个半导体元件1的托架2移送。

所述装载部10可实现多种结构，如图1及韩国公开专利公报第10-2008-0092671号所示，可包括：引导装载多个半导体元件1托架2移动的引导部(未图示)，及用于使托架2随着引导部移动的驱动部(未图示)从而构成。

所述视觉检测模块50与装载部10内的托架2移动方向形成垂直，安装在装载部10一侧，并且以一种执行半导体元件1视觉检测的结构，可实现多种结构。

此处，所述视觉检测模块50根据系统的构造实现多种构造是理所当然的。

特别是，所述视觉检测模块50是以一种将半导体元件1底面等的外观，使用数码相机、扫描器等获得图像的构造，可实现多种构造。

此处，根据所述视觉检测模块50获得的图像，使用软件等将图像分析后，应用到是否出现不良等的视觉检测上。

另外，所述视觉检测模块50优选为根据视觉检测的种类可实现多种结构，并且使半导体元件1的上面及底面中任意一面(以下称为‘第一表面’)及与其邻接侧面的视觉检测都执行从而构成。

更具体的说，所述视觉检测模块50如图2a及图7所示，优选为对于平面形状为直四角形的半导体元件1，以第一移送工具61拾取的状态，将其反面及四个侧面的视觉检测都执行的结构。

为此，所述视觉检测模块50，例如，如图2至图5所示，作为一种执行平面形状为多角形的半导体元件1视觉检测的视觉检测模块50，可包括：单一图像获得部100，获得所述半导体元件1第一平面的第一平面图像及所述半导体元件1的多角形边侧面的侧面图像，及第一光路L1，使所述半导体元件1第一平面的第一平面图像到达所述单一图像获得部100，及光学系统统，使所述半导体元件1的多角形边侧面的侧面图像各自到达所述单一图像获得部100，并且形成多个第二光路L2。

所述单一图像获得部100作为一种获得半导体元件1第一平面的第一平面图像及所述半导体元件1多角形边侧面的侧面图像的结构，可实现多种结构形态。

例如，所述单一图像获得部100可以使用数码相机、扫描器等。

并且，所述单一图像获得部100如图7所示，用于分析获得的图像，将关于半导体元件)第一平面的第一平面图像及半导体元件1多角形边侧面的侧面图像向控制部(未图示)传达，并且使用软件等分析图像后，应用于是否不良等的视觉检测。

所述光学系统作为一种使所述半导体元件1多角形边侧面的侧面图像各自到达所述单一图像获得部100从而形成多个第二光路L2的结构，可实现多种结构形态。

具体的说，所述光学系统是根据半导体元件1及单一图像获得部100的安装位置，选择透镜110、反射部件211、311、半透过部件、三棱镜等数字及安装位置。

特别是，所述光学系统，可包括：主反射部件211，使第一平面的第一平面图像朝向所述单一图像获得部100并且使其反射，及辅助反射部件311，与所述半导体元件1多角形边的各侧面对应安装，并且使所述半导体元件1的多角形边的各侧面的侧面图像朝向所述主反射部件211并且使其反射。

所述主反射部件211作为一种使第一平面的第一平面图像朝向所述单一图像获得部10并且反射的结构，可使用反射部件、半透过部件等多种部件。

所述辅助反射部件311作为一种与所述半导体元件1的多角形边的各侧面对应安装，并且使所述半导体元件1的多角形边的各侧面的侧面图像朝向所述主反射部件211并且反射的结构，可以使用反射部件、半透过部件等多种部件。

另外，所述光学系统用于视觉检测，安装有向第一平面侧面照射光的照明系统540，照明系统540根据其照射方法可以有多种方式的设置结构。

所述照明系统540根据视觉检测的形态，可以照射激光等的单色光、R、G、B等的三色光、白色光等多种光，可以使用LED元件等多种光源。

并且，所述照明系统540根据光学系统的结构可实现多种配置。

例如，如果所述光学系统包括如上所述的主反射部件211，主反射部件211可以具备光可透过的半透过材质，此时，照明系统540可以从将第一平面图像反射的反射面里面向第一平面及半导体元件1的多角形边的各侧面照射光。

并且，所述照明系统540如图2所示，使第一平面的照射及各侧面的照射根据个别的光源545执行构成。此时，使如上所述的辅助反射部件311具备光可以透过的半透过材质，从使侧面图像反射的反射面里面向半导体元件1多角形边的各侧面照射光。

另外，第一平面图像及侧面图像相互以不同的光路，即，经由第一光路L1及第二光路L2获得，并且由于光路的路差引起焦点距离相互不同的单一图像获得装置，即，根据数码相机获得图像时，由于第一平面图像及侧面图像中任意一方的焦点不能准确对应而出现模糊的问题。

于是，所述视觉检测模块50，如图2至图5所示，还包括安装于光学系统并且补正第一光路L1及第二光路L2焦点距离差异的焦点距离补正部400。

所述焦点距离补正部400作为一种通过经过第一光路L1及第二光路L2并由光路的路差引起焦点距离相互不同而对其进行补正的结构，可实现多种结构形态。

作为一个实施例，所述焦点距离补正部400可包括安装于所述光路L1、L2并且具有可以光透过的透明材质的媒介部410。

所述媒介部410是安装于所述光路L1、L2并且以一种用于补正焦点距离的结构，安装在透明玻璃、石英等光路L1、L2上，并且是由于曲折率的差异补正焦点距离的结构。

特别是，优选为所述媒介部410安装在第一光路L1及第二光路L2中第二光路L2上。

此处，所述媒介部410以光路为基准，光的入射面及透过面与光路形成垂直的平面，并且具有预先设定厚度的圆柱、多面棱柱等柱形状。

此时，所述第二光路L2方向的媒介部410厚度t根据图6及下述公式生成。

t＝(1-1/n)/A₁-A₂(此处t是光路方向的媒介厚度，n是媒介的曲折率，用于获得A₁第一平面图像的操作距离，A₂是用于获得侧面图像的操作距离)

另外，所述媒介部410有细微误差时，减小对其测定结果的影响，由于紧密的安装很重要，为此，焦点距离补正部400可包括与构造物520可拆卸结合，并且与媒介部410可拆卸安装的框架部420。

所述构造物520是一种装置，即，安装在元件检测系统并且以一种用于支承媒介部410的结构，可实现多种结构。

所述框架部420可拆卸的结合在构造物520上，以一种媒介部410可拆卸安装的结构，可实现多种结构。

例如，所述框架部420如图3所示，在第一光路L1形成使光透过的空置空间429，在与第二光路L2对应的部分中，使媒介部413可以安装并且根据多个框架部件421、422构成。

并且，所述框架部420对于构造物520，可以依靠磁力可拆卸结合，为此在框架部420及构造物520中至少任意一个上安装多个磁铁424、524。

另外，所述焦点距离补正部400与光学系统组合并且可以具有多种配置。

举例来说，所述焦点距离补正部400如图2及图5所示，安装在以下至少任意一个位置：所述第二光路L2中所述半导体元件1的多角形边的各侧面和所述主反射部件211之间；所述第二光路L2中的所述主反射部件211和所述单一图像获得部100之间。

并且，所述焦点距离补正部400安装于第二光路L2中的半导体元件1的多角形边的各侧面及所述主反射部件211之间时，焦点距离补正部400可以与辅助反射部件311形成一体。

根据如上所述焦点距离补正部400的安装方式，由于光路的路差引起焦点距离互相不同，单一的图像获得装置，即依靠数码相机获得图像时，由于第一平面图像及侧面图像中任意一方的焦点不对应而导致产生模糊的问题，便可得到解决。

使所述第一移送工具61根据第一导轨68移送并且和第一导轨68结合，用于执行视觉检测，以一种从装载部10向视觉检测模块50拾取元件移送的结构，可实现多种结构。

例如，优选为所述第一移送工具61包括用于拾取半导体元件1的多个拾取工具(未图示)，拾取工具用于提高检测速度等，安装单列或者多列等多个。

所述拾取工具作为一种依靠真空压将半导体元件1拾取的结构，可实现多种结构。

所述第一导轨68以一种与从装载部10的托架2移动方向垂直配置，并且将后述的第一移送工具61支承并且指挥移送的结构，可实现多种结构。

所述卸载部31、卸载部32和卸载部33是以一种在装载部10中，将盛有完成视觉检测的半导体元件1的托架2接收，并且根据视觉检测结果将半导体元件1分类在所述托架2里的结构，可实现多种结构。

优选为所述卸载部31、卸载部32和卸载部33具备与装载部10类似的结构，根据半导体元件1的检测结果的数，赋予良品G、不良1或者异常R1、不良2或者异常2R2等的分类等级并且构成。

并且，所述卸载部31、卸载部32和卸载部33是包括与装载部10一侧平行安装的引导部(未图示)及，用于使托架2根据引导部移送的驱动部(未图示)的卸载托架部平行并且可以安装多个。

另外，所述托架2可以在装载部10及所述卸载部31、卸载部32和卸载部33之间依靠托架移送装置(未图示)相互移送，还包括向所述卸载部31、卸载部32和卸载部33供应不装载的半导体元件1空置托架2的空置托架部200。

此时，所述空托架部200可包括平行安装在装载部10一侧的引导部(未图示)，及使托架2沿着引导部移动的驱动部(未图示)。

并且，在所述卸载部31、卸载部32和卸载部33，各卸载托架部之间，根据各卸载托架部的分类等级，还可另外设置排序工具62，所述排序工具62用于移送半导体元件1。

所述排序工具62具备与如上所述第一移送工具61相同或者类似的结构，可具备复列结构或者一列结构。

并且，所述卸载部31、卸载部32和卸载部33以在装载部10中装载的托架2重新装载的状态,以卸载的实施例为例进行说明，向装载有半导体元件1的口袋形成的带式载体上装载或卸载的结构，也就是包括卷带包装模块等的、盛有半导体元件1而可卸载的结构，任何结构都可以。

另外，本发明为视觉检测模块，特别是在光路上焦点距离补正部安装的构造存在特征的情况，揭示的元件检测系统的结构作为一个实施例，根据本发明的视觉检测模块不受根据本发明的实施例的元件检测系统安装限定是当然的。

以上内容，对于优选的本发明的实施例进行了预示说明，本发明的范围不是只在相同特征的实施例中限定，权力要求范围可以在装载的范畴内适当变更。

Claims (14)

1.一种视觉检测模块(50)，用于执行平面形状为多角形半导体元件(1)的视觉检测，其特征在于，包括：

单一图像获得部(100)，获得所述半导体元件(1)的第一平面的第一平面图像及所述半导体元件(1)的多角形边侧面的侧面图像；

第一光路(L1)，使所述半导体元件(1)的第一平面的第一平面图像到达所述单一图像获得部(100)；以及

光学系统，使所述半导体元件(1)的多角形边侧面的侧面图像各自到达所述单一图像获得部(100)，并且形成多个第二光路(L2)。

2.根据权利要求1所述的视觉检测模块(50)，其特征在于，还包括：

焦点距离补正部(400)，安装在所述光学系统上，用于补正所述第一光路(L1)和所述第二光路(L2)的焦点距离差异。

3.根据权利要求2所述的视觉检测模块(50)，其特征在于，

所述焦点距离补正部(400)安装在所述第一光路(L1)和所述第二光路(L2)上，包括具有光可以透过的透明材质的媒介部(410)。

4.根据权利要求2所述的视觉检测模块(50)，其特征在于，

所述焦点距离补正部(400)包括框架部(420)，所述框架部(420)与构造物(520)可拆卸地结合，并且所述媒介部(410)可拆卸地设置于框架部(420)。

5.根据权利要求4所述的视觉检测模块(50)，其特征在于，

所述框架部(420)依靠磁力而可拆卸地结合于所述构造物(520)。

6.根据权利要求1至权利要求5中任意一项所述的视觉检测模块(50)，其特征在于，

所述光学系统包括：

主反射部件(211)，使所述第一平面的第一平面图像朝向所述单一图像获得部(100)反射；及

辅助反射部件(311)，与所述半导体元件(1)的多角形边的各侧面对应安装，并且使所述半导体元件(1)的多角形边的各侧面的侧面图像朝向所述主反射部件(211)反射。

7.根据权利要求6所述的视觉检测模块(50)，其特征在于，

所述主反射部件(211)具有光可以透过的半透过材质；

所述的视觉检测模块(50)还包括：照明系统(540)，从反射所述第一平面图像的反射面里面，向所述第一平面及向所述半导体元件(1)的多角形边的各侧面照射光线。

8.根据权利要求7所述的视觉检测模块(50)，其特征在于，

所述焦点距离补正部(400)至少安装在以下位置中的任意一处：所述第二光路(L2)中的所述半导体元件(1)的多角形边的各侧面和所述主反射部件(211)之间；所述第二光路(L2)中的所述主反射部件(211)和所述单一图像获得部(100)之间。

9.根据权利要求7所述的视觉检测模块(50)，其特征在于，

所述焦点距离补正部(400)安装在所述第二光路(L2)中的所述半导体元件(1)的多角形边的各侧面和所述主反射部件(211)之间，

所述焦点距离补正部(400)与所述辅助反射部件(311)形成一体。

10.一种元件检测系统，其特征在于，包括：

装载部(10)，装载有盛有多个半导体元件(1)的托架(2)并且使所述托架(2)线形移动；

视觉检测模块(50)，与所述装载部(10)中的托架(2)的移动方向垂直，并且安装在所述装载部(10)的一侧从而执行半导体元件(1)的视觉检测；

第一导轨(68)，与所述装载部(10)中的托架(2)的移动方向垂直配置；以及

第一移送工具(61)，沿着所述第一导轨(68)移动并且与所述第一导轨(68)结合，用于执行视觉检测，从而从装载部(10)向所述视觉检测模块(50)将元件拾起移送；

所述装载部(10)包括：卸载部(31、32、33)，接收完成视觉检测且盛有半导体元件(1)的托架(2)，并根据视觉检测结果将半导体元件(1)分类到相关托架(2)，

所述视觉检测模块(50)为根据权利要求1至权利要求5中任意一项所述的视觉检测模块。

11.根据权利要求10所述的元件检测系统，其特征在于，

所述光学系统包括：

主反射部件(211)，使所述第一平面的第一平面图像朝向所述单一图像获得部(100)反射；以及

辅助反射部件(311)，与所述半导体元件(1)的多角形边的各侧面对应安装，并且使所述半导体元件(1)的多角形边的各侧面的侧面图像朝向所述主反射部件(211)反射。

12.根据权利要求11所述的元件检测系统，其特征在于，

所述主反射部件(211)具有光可以透过的半透过材质；

所述的元件检测系统还包括：照明系统(540)，从反射所述第一平面图像的反射面里面，向所述第一平面及所述半导体元件(1)的多角形边的各侧面照射光。

13.根据权利要求12所述的元件检测系统，其特征在于，

所述焦点距离补正部(400)至少安装在以下位置中的任意一处：所述第二光路(L2)中的所述半导体元件(1)多角形边的各侧面和所述主反射部件(211)之间；所述第二光路(L2)中的所述主反射部件(211)和单一图像获得部(100)之间。

14.根据权利要求12所述的元件检测系统，其特征在于，

所述焦点距离补正部(400)安装在所述第二光路(L2)中的所述半导体元件(1)的多角形边的各侧面和所述主反射部件(211)之间，

所述焦点距离补正部(400)与所述辅助反射部件(311)形成一体。