CN108627457A - 自动光学检测系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动光学检测系统及其操作方法。自动光学检测系统包括第一自动光学检测机器与第二自动光学检测机器，第二自动光学检测机器电性连接至第一自动光学检测机器。第一自动光学检测机器使用第一解析度检测待测物，以检测待测物是否存在可能有缺陷的区域。第二自动光学检测机器使用比第一自动光学检测机器的第一解析度高的第二解析度，仅在可能有缺陷的区域内进行检查，以检测待测物中可能有缺陷的区域内是否有任一缺陷。综上所述，自动光学检测系统兼备“零脱逃”和“零误判”这两个标准，消除了人工验证的成本和不确定性。

Description

自动光学检测系统及其操作方法
技术领域
本发明是有关于一种装置与方法，且特别是有关于一种自动光学检测(AOI，AUTOMATIC OPTICAL INSPECTION)系统及其操作方法。
背景技术
在自动检测领域，零脱逃(Zero Escape)是指能将产品中不符合规范的所有瑕疵品均检出，而零误判(Zero False Call)是指被检测出不良的瑕疵品中不存在实际上符合规范的良品。由于“零脱逃”和“零误判”在单次检测架构下的冲突，传统的单机单规格检测无法同时满足这两个标准。
传统方法使用全手工或半手动(有机器)来验证检测结果，以尽可能实现零脱逃的目标，然后手动地从已检测出的缺陷中去除正常产品，以达成零误判的目的。
然而，依赖于人工的验证具有不确定性的缺点，如不可预测性、不可验证性、不可记录性和低重复性。这些不稳定的因素导致人工验证的检测过程无法融入大数据应用的工业4.0全自动、高效、高效生产框架的趋势。
发明内容
本发明提出一种自动光学检测系统及其操作方法，改善先前技术的问题。
在本发明的一实施例中，本发明所提出的自动光学检测(AOI)系统包括第一自动光学检测机器与第二自动光学检测机器；第二自动光学检测机器，电性连接至第一自动光学检测机器。第一自动光学检测机器使用第一解析度检测待测物，以检测待测物是否存在可能有缺陷的区域。第二自动光学检测机器使用第二解析度仅在可能有缺陷的区域内进行检查，以检测待测物中可能有缺陷的区域内是否有任一缺陷，其中第二解析度高于第一解析度。
在本发明的一实施例中，当待测物中可能有缺陷的区域内存在任一缺陷时，待测物会被第二自动光学检测机器判定为瑕疵品。
在本发明的一实施例中，当待测物中可能有缺陷的区域内没有任一缺陷时，待测物会被第二自动光学检测机器判定为良品。
在本发明的一实施例中，当第一自动光学检测机器检测到待测物中不存在可能有缺陷的区域时，待测物会被第一自动光学检测机器判定为良品，并允许待测物直接通过第二自动光学检测机器而不经检查。
在本发明的一实施例中，自动光学检测系统还包括运输设备模块。运输设备模块将待测物从第一自动光学检测机器运输到第二自动光学检测机器。
在本发明的一实施例中，第一自动光学检测机器包括第一运动装置模块、第一光学模块、第一处理器与数据传输模块。第一运动装置模块承载待测物，第一光学模块从第一运动装置模块上的待测物中撷取基于第一解析度的第一影像。第一处理器对第一影像执行计算，以找出待测物中可能有缺陷的区域。数据传输模块向第二自动光学检测机器发送待测物中可能有缺陷的区域的相关数据。
在本发明的一实施例中，第二自动光学检测机器包括数据接收模块、第二运动装置模块、第二光学模块与第二处理器。数据接收模块接收待测物中可能有缺陷的区域的相关数据，同时第二运动装置模块承载待测物。第二光学模块从第二运动装置模块上待测物的可能有缺陷的区域中撷取基于第二解析度的第二影像。第二处理器对第二影像执行计算，以识别在待测物中可能有缺陷的区域内是否存在任一缺陷。
在本发明的一实施例中，由第一自动光学检测机器所撷取的待测物的第一影像为任一影像格式，并且由第二自动光学检测机器所撷取的第二影像是在待测物的可能有缺陷的区域中。
在本发明的一实施例中，任一影像格式可以是灰阶、彩色、高动态范围(HDR)、原始、压缩、一维、二维或三维。
在本发明的一实施例中，待测物是印刷电路板、半导体晶圆或显示面板。
在本发明的一实施例中，本发明所提出自动光学检测系统的操作方法包含以下步骤：使用第一自动光学检测机器以第一解析度检测待测物，以检测待测物是否存在可能有缺陷的区域；以及使用第二自动光学检测机器以第二解析度仅在可能有缺陷的区域内进行检查，以检测待测物中可能有缺陷的区域内是否有任一缺陷，其中第二解析度高于第一解析度。
在本发明的一实施例中，当待测物中可能有缺陷的区域内存在任一缺陷时，待测物会被第二自动光学检测机器判定为瑕疵品。
在本发明的一实施例中，当待测物中可能有缺陷的区域内没有任一缺陷时，待测物会被第二自动光学检测机器判定为良品。
在本发明的一实施例中，当第一自动光学检测机器检测到待测物中不存在可能有缺陷的区域时，待测物会被第一自动光学检测机器判定为良品，并允许待测物直接通过第二自动光学检测机器而不经检查。
在本发明的一实施例中，操作方法还包括：透过运输设备模块将待测物从第一自动光学检测机器运输到第二自动光学检测机器。
在本发明的一实施例中，使用第一自动光学检测机器的步骤包括：使用第一自动光学检测机器的第一运动装置模块以承载待测物；从第一运动装置模块上的待测物撷取基于第一解析度的第一影像；对第一影像执行计算，以找出待测物中可能有缺陷的区域；以及向第二自动光学检测机器发送待测物中可能有缺陷的区域的相关数据。
在本发明的一实施例中，使用第二自动光学检测机器的步骤包括：接收待测物中可能有缺陷的区域的相关数据；使用第二自动光学检测机器的第二运动装置模块以承载待测物；从第二运动装置模块上待测物的可能有缺陷的区域中撷取基于第二解析度的一第二影像；以及对第二影像执行计算，以确认在待测物中可能有缺陷的区域内是否存在任一缺陷。
在本发明的一实施例中，由第一自动光学检测机器所撷取的待测物的第一影像为任一影像格式，并且由第二自动光学检测机器所撷取的第二影像是在待测物的可能有缺陷的区域中。
在本发明的一实施例中，任一影像格式可以是灰阶、彩色、高动态范围(HDR)、原始、压缩、一维、二维或三维。
在本发明的一实施例中，待测物是印刷电路板、半导体晶圆或显示面板。
综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。本发明为提供的自动光学检测系统兼备“零脱逃”和“零误判”这两个标准，消除了人工验证的成本和不确定性。而且，自动光学检测系统将第一和第二自动光学检测机器的工艺纳入了大数据应用的工业4.0结构。
以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1是依照本发明一实施例的一种自动光学检测系统的示意图；
图2是依照本发明一实施例的第一自动光学检测机器的示意图；
图3是依照本发明一实施例的第二自动光学检测机器的示意图；以及
图4是依照本发明一实施例的一种自动光学检测系统的操作方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。
于实施方式与权利要求书中，涉及“电性连接”的描述，其可泛指一元件透过其他元件而间接电气耦合至另一元件，或是一元件无须透过其他元件而直接电气连结至另一元件。
于实施方式与权利要求书中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单一个或复数个。
图1是依照本发明一实施例的一种自动光学检测系统100的示意图。如图1所示，自动光学检测系统100包括第一自动光学检测机器110、第二自动光学检测机器120和一组运输装置模块130。举例而言，第一自动光学检测机器110可以是3D锡膏检查(SPI)机器或类似的装置。第二自动光学检测机器120可以是自动复检机器。该组运输装置模块130可以是一组机器手臂、轨道、夹具、有轨引导车辆(RGV)、自动引导车辆(AGV)、自动运输装置…等。
在结构上，第二自动光学检测机器120电性连接至第一自动光学检测机器110，使得第一自动光学检测机器110可以将数据传输到第二自动光学检测机器120。另外，一组运输装置模块130(注：一个或多个，以下不再赘述)实体连接第一自动光学检测机器110和第二自动光学检测机器120，使得该组运输装置模块130能够将待测物190从第一自动光学检测机器110运送到第二自动光学检测机器120。在一实施例中，待测物190可以是印刷电路板。在一替代的实施例中，待测物190可以是半导体晶圆、显示面板…等。
实际上，第一自动光学检测机器110使用第一解析度(例如：相对低的解析度)来检测查待测物190，以检测待测物190中可能有缺陷的区域192(注：一个或多个，以下不再赘述)。由于第一解析度是相对较低的解析度，第一AOI机器110可以快速找出含有各种缺陷类型的可能有缺陷的区域192，以实现零脱逃，并且待测物190中可能有缺陷的区域192可用于零误判时评估真假错误。举例而言，真正的缺陷包括例如具有各种突起的导体，其中一些可能导致短路、铜飞溅、某些缺失特征、具有严重缺口的导体、非局部不当宽度、沿着导体断裂…等。
因此，第二自动光学检测机器120使用第二解析度(例如：相对高的解析度)仅检查可能有缺陷的区域192而不是整个待测物190，以便减少这个复检周期时间。由于第二解析度是相对较高的解析度，所以第二自动光学检测机器120可以用于自动且准确地检测在可能有缺陷的区域192内是否存在任一缺陷(即，一个或多个真实缺陷)，从而在没有人工验证的情况下完成“零误判”。在一些实施例中，第二解析度高于第一解析度；举例而言，第二解析度是2-3um，第一解析度是10um，但是本发明不于此为限。
当第二自动光学检测机器120检测出待测物190中可能有缺陷的区域192内存在任一缺陷时，待测物190会被第二自动光学检测机器120判定为瑕疵品。当第二自动光学检测机器120检测出待测物190中可能有缺陷的区域192内没有任一缺陷时，待测物190会被第二自动光学检测机器120判定为良品。
而且，当第一自动光学检测机器110检测到待测物190中不存在可能有缺陷的区域192时，待测物190会被第一自动光学检测机器110判定为良品，并允许待测物190直接通过第二自动光学检测机器120而不经检查。
图2是依照本发明另一实施例的第一自动光学检测机器的示意图。如图2所示，第一自动光学检测机器110包括第一组运动装置模块210(注：一个或多个，以下不再赘述)、第一组光学模块220(注：一个或多个，以下不再赘述)、第一组处理器230(注：一个或多个，以下不再赘述)与数据传输模块240(注：一个或多个，以下不再赘述)。
在结构上，第一组处理器230电性连接至第一组运动装置模块210、第一组光学模块220和一组数据传输模块240。举例而言，第一组运动装置模块210可以是一组机器手臂、XY工作台、XY平台、XYZ工作台和一组传送机或其他轴控制器。第一组光学模块220可以包括一组镜头(例如：一组远心镜头、一组显微镜镜头…等)和一组影像感测器(例如：一组二维影像数据感测器、一组三维高度数据感测器等)，其中该组二维影像数据感测器可以撷取单色影像、彩色影像、红外(IR)影像…等等，并且该组三维高度数据感测器可以撷取雷射影像数据、图案、对焦测距(DFF)数据…等。第一组处理器230可以是一组中央处理单元(CPU)，一组微控制器…等。数据传输模块240可以是与第二自动光学检测机器120直接或间接通信的一组有线与/或无线数据传输模块。
实作上，第一组运动装置模块210承载待测物190，第一组光学模块220从第一运动装置模块210上的待测物190撷取基于第一解析度的第一影像。第一组处理器230对第一影像执行计算，以找出待测物190中可能有缺陷的区域192。数据传输模块240向第二自动光学检测机器120传送待测物190中可能有缺陷的区域192的相关数据。
图3是依照本发明一实施例的第二自动光学检测机器的示意图。如图3所示，第二自动光学检测机器120包括第二组运动装置模块310(注：一个或多个，以下不再赘述)、第二组光学模块320(注：一个或多个，以下不再赘述)、第二组处理器330(注：一个或多个，以下不再赘述)与数据接收模块340(注：一个或多个，以下不再赘述)。
在结构上，第二组处理器330电性连接至第二组运动装置模块310、第二组光学模块320与数据接收模块340。举例而言，第二组运动装置模块310可以是一组机器手臂、XY工作台、XY平台、XYZ工作台和一组传送机或其他轴控制器。第二组光学模块320可以包括一组镜头(例如：一组远心镜头、一组显微镜镜头…等)和一组影像感测器(例如：一组二维影像数据感测器、一组三维高度数据感测器等)，其中该组二维影像数据感测器可以撷取单色影像、彩色影像、红外(IR)影像…等等，并且该组三维高度数据感测器可以撷取雷射影像数据、图案、对焦测距(DFF)数据…等。第二组处理器330可以是一组中央处理单元(CPU)，一组微控制器…等。数据接收模块340可以是与第一自动光学检测机器110的数据传输模块240直接或间接通信的一组有线与/或无线数据接收模块。
实作上，数据接收模块340接收待测物190中可能有缺陷的区域192的相关数据，第二组运动装置模块310承载待测物190，第二组光学模块320从第二运动装置模块310上待测物190的可能有缺陷的区域中192撷取基于第二解析度的第二影像。第二处理器330对第二影像执行计算，以识别在待测物190中可能有缺陷的区域192内是否存在任一缺陷。
在本发明的一实施例中，由第一自动光学检测机器所撷取的待测物的第一影像为任一影像格式；由第二自动光学检测机器所撷取的第二影像是在待测物的可能有缺陷的区域中，亦可为任一影像格式。在本发明的另一实施例中，前述任一影像格式可以是灰阶、彩色、高动态范围(HDR)、原始、压缩、一维、二维、三维或其他可行的图片格式。
为了对上述自动光学检测系统100的操作方法做更进一步的阐述，请同时参照图1～图4，图4是依照本发明一实施例的一种自动光学检测系统100的操作方法400的流程图。操作方法400包含步骤(应了解到，在本实施例中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。
于步骤S410，使用第一自动光学检测机器110以第一解析度检测待测物190，以检测待测物190是否存在可能有缺陷的区域192。具体而言，使用第一自动光学检测机器110的第一运动装置模块210以承载待测物190；从第一运动装置模块210上的待测物190撷取基于第一解析度的第一影像；对第一影像执行计算，以找出待测物190中可能有缺陷的区域192；以及向第二自动光学检测机器120传送待测物190中可能有缺陷的区域192的相关数据。
于步骤S420，透过运输设备模块130将待测物190从第一自动光学检测机器110运输到第二自动光学检测机器120。
于步骤S430，使用第二自动光学检测机器120以第二解析度仅在可能有缺陷的区域192内进行检查，以检测待测物190中可能有缺陷的区域192内是否有任一缺陷，其中第二解析度高于第一解析度。具体而言，接收待测物190中可能有缺陷的区域192的相关数据；使用第二自动光学检测机器120的第二运动装置模块310以承载待测物190；从第二运动装置模块310上待测物190的可能有缺陷的区域中192撷取基于第二解析度的第二影像；以及对第二影像执行计算，以识别在待测物190中可能有缺陷的区域192内是否存在任一缺陷。
于操作方法400中，当待测物190中可能有缺陷的区域192内存在任一缺陷时，待测物190被第二自动光学检测机器120判定为瑕疵品。
于操作方法400中，当待测物190中可能有缺陷的区域192内没有任一缺陷时，待测物190被第二自动光学检测机器120判定为良品。
于操作方法400中，当第一自动光学检测机器110检测到待测物190中不存在可能有缺陷的区域时，待测物190会被第一自动光学检测机器110判定为良品，并允许待测物190直接通过第二自动光学检测机器120而不经检查。
综上所述，本发明为提供的自动光学检测系统100兼备“零脱逃”和“零误判”这两个标准，消除了人工验证的成本和不确定性。而且，自动光学检测系统将第一自动光学检测机器110和第二自动光学检测机器120的工艺纳入了大数据应用的工业4.0结构。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种自动光学检测系统，其特征在于，包括：
一第一自动光学检测机器，使用一第一解析度检测一待测物，以检测该待测物是否存在可能有缺陷的区域；以及
一第二自动光学检测机器，电性连接至该第一自动光学检测机器，该第二自动光学检测机器使用一第二解析度仅在该可能有缺陷的区域内进行检查，以检测该待测物中该可能有缺陷的区域内是否有任一缺陷，其中该第二解析度高于该第一解析度。
2.如权利要求1所述的自动光学检测系统，其特征在于，当该待测物的该可能有缺陷的区域内存在该任一缺陷时，该待测物会被该第二自动光学检测机器判定为一瑕疵品。
3.如权利要求1所述的自动光学检测系统，其特征在于，当该待测物的该可能有缺陷的区域内没有该任一缺陷时，该待测物会被该第二自动光学检测机器判定为一良品。
4.如权利要求1所述的自动光学检测系统，其特征在于，当该第一自动光学检测机器检测到该待测物中不存在该可能有缺陷的区域时，该待测物会被该第一自动光学检测机器判定为一良品，并允许该待测物直接通过该第二自动光学检测机器而不经检查。
5.如权利要求1所述的自动光学检测系统，其特征在于，还包括：
一运输设备模块，将该待测物从该第一自动光学检测机器运输到该第二自动光学检测机器。
6.如权利要求1所述的自动光学检测系统，其特征在于，该第一自动光学检测机器包括：
一第一运动装置模块，承载该待测物；
一第一光学模块，从该第一运动装置模块上的该待测物撷取基于该第一解析度的一第一影像；
一第一处理器，对该第一影像执行计算，以找出该待测物中该可能有缺陷的区域；以及
一数据传输模块，向该第二自动光学检测机器发送该待测物中该可能有缺陷的区域的相关数据。
7.如权利要求6所述的自动光学检测系统，其特征在于，该第二自动光学检测机器包括：
一数据接收模块，接收与该待测物中该可能有缺陷的区域相关的该数据；
一第二运动装置模块，承载该待测物；
一第二光学模块，从该第二运动装置模块上该待测物的该可能有缺陷的区域中撷取基于该第二解析度的一第二影像；以及
一第二处理器，对该第二影像执行计算，以识别在该待测物中该可能有缺陷的区域内是否存在该任一缺陷。
8.如权利要求7所述的自动光学检测系统，其特征在于，由该第一自动光学检测机器所撷取的该待测物的该第一影像为任一影像格式，并且由该第二自动光学检测机器所撷取的该第二影像是在该待测物的该可能有缺陷的区域中。
9.如权利要求8所述的自动光学检测系统，其特征在于，该任一影像格式是灰阶、彩色、高动态范围、原始、压缩、一维、二维或三维。
10.如权利要求1所述的自动光学检测系统，其特征在于，该待测物是一印刷电路板、一半导体晶圆或一显示面板。
11.一种自动光学检测系统的操作方法，该自动光学检测系统包括一第一自动光学检测机器以及一第二自动光学检测机器，其特征在于，该操作方法包括以下步骤：
使用该第一自动光学检测机器以一第一解析度检测一待测物，以检测该待测物是否存在可能有缺陷的区域；以及
使用该第二自动光学检测机器以一第二解析度仅在该可能有缺陷的区域内进行检查，以检测该待测物中该可能有缺陷的区域内是否有任一缺陷，其中该第二解析度高于该第一解析度。
12.如权利要求11所述的操作方法，其特征在于，当该待测物的该可能有缺陷的区域内存在该任一缺陷时，该待测物会被该第二自动光学检测机器判定为一瑕疵品。
13.如权利要求11所述的操作方法，其特征在于，当该待测物的该可能有缺陷的区域内没有该任一缺陷时，该待测物会被该第二自动光学检测机器判定为一良品。
14.如权利要求11所述的操作方法，其特征在于，当该第一自动光学检测机器检测到该待测物中不存在该可能有缺陷的区域时，该待测物会被该第一自动光学检测机器判定为一良品，并允许该待测物直接通过该第二自动光学检测机器而不经检查。
15.如权利要求11所述的操作方法，其特征在于，还包括：
透过一运输设备模块将该待测物从该第一自动光学检测机器运输到该第二自动光学检测机器。
16.如权利要求11所述的操作方法，其特征在于，使用该第一自动光学检测机器的步骤包括：
使用该第一自动光学检测机器的一第一运动装置模块以承载该待测物；
从该第一运动装置模块上的该待测物撷取基于该第一解析度的一第一影像；
对该第一影像执行计算，以找出该待测物中该可能有缺陷的区域；以及向第二自动光学检测机器发送该待测物中该可能有缺陷的区域的相关数据。
17.如权利要求16所述的操作方法，其特征在于，使用该第二自动光学检测机器的步骤包括：
接收该待测物中该可能有缺陷的区域的该相关数据；
使用该第二自动光学检测机器的一第二运动装置模块以承载该待测物；
从该第二运动装置模块上该待测物的该可能有缺陷的区域中撷取基于该第二解析度的一第二影像；以及
对该第二影像执行计算，以识别在该待测物中该可能有缺陷的区域内是否存在该任一缺陷。
18.如权利要求17所述的操作方法，其特征在于，由该第一自动光学检测机器所撷取的该待测物的该第一影像为任一影像格式，并且由该第二自动光学检测机器所撷取的该第二影像是在该待测物的该可能有缺陷的区域中。
19.如权利要求18所述的操作方法，其特征在于，该任一影像格式是灰阶、彩色、高动态范围、原始、压缩、一维、二维或三维。
20.如权利要求11所述的操作方法，其特征在于，该待测物是一印刷电路板、一半导体晶圆或一显示面板。
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