CN110031091A - 用于引线框亮度测量的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例涉及一种用于引线框亮度测量的方法及系统。一种评估引线框表面的方法包含：以相对于光学传感器(150)的光源的端部分的第一经预先确定距离将引线框薄板(S)定位在测量设备(100)上；用来自所述光源的具有单个经预先确定波长的光照射所述引线框薄板(S)的表面上的经预先确定区域；用所述光学传感器(150)的光接收器接收从所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域反射的光且将所述经反射光转换成电信号；基于所述电信号确定所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射强度值；及基于所述反射强度值及与所述光源相关联的经预先确定参考反射强度值计算所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射率。

Description

用于引线框亮度测量的方法及系统
技术领域
本发明的实施例大体上涉及集成电路封装技术，且更特定来说，涉及引线框亮度测量。
背景技术
引线框用于多数集成电路封装中。多数种类的集成电路封装通过将硅芯片放置在引线框上接着将所述芯片线接合到引线框的金属引线且接着用塑料(通常是基于环氧树脂的热固性化合物)覆盖经接合结构制作而成。引线框本质上是薄金属层，其将接线从半导体芯片表面上的微小电端子连接到电装置及电路板上的大型电路。多数引线框通常通过冲压或蚀刻被制造在单个金属薄板上以允许在组装线上迅速地处理引线框。
在将引线框并入于集成电路封装中前，引线框的表面可经受各种过程，包含镀敷及/或粗化以增强封装过程期间引线框与环氧树脂之间的粘合。举例来说，引线框表面可通过用化学蚀刻剂处理引线框而粗化。此外，引线框表面可经镀敷有贵金属或金属合金。可设计这些过程以实现降低引线框及塑料环氧树脂由于引线框的金属与封装的塑料之间的不同热膨胀率在长时间暴露于湿气后分离的趋势的目标。
尽管粗化及镀敷引线框表面可增强引线框的粘合性质，但其也可影响引线框表面的颜色及反射率(亮度或光泽度)。此外，由于工艺变化，如引线框镀敷及粗化过程期间的电流密度、化学浓度、装备标准及类似物，可能难以在批次之间精确地控制引线框表面的颜色及反射率，借此造成引线框表面的颜色及亮度不一致。更进一步，此类颜色及亮度(反射)变化可能难以量化及标准化。
引线框表面的颜色及亮度的一致性在主要依赖于图案辨识的封装制造线中可为重要的。更具体来说，在封装制造线中，用于执行多种过程(包含将环氧树脂施配在引线框表面的顶部上、裸片接合、线接合、安装过程、模制处理、剥除测试过程及类似物)的机器可依赖于图案辨识。举例来说，在封装制造线上的安装过程中，机器可基于引线框表面的颜色及亮度执行图案辨识以确定施配在引线框表面上的环氧树脂体积或环氧树脂形状。即使在引线框表面的颜色及/或亮度中存在微小变化，机器也可能不能准确地区分引线框表面与环氧树脂，且因此，图案辨识过程可能失败或不准确地执行，借此导致组装线上的重大生产率损失及成本增加。
发明内容
下文呈现所揭示标的物的简化概述以便提供本文揭示的标的物的一些方面的基本理解。此概述并非本文揭示的技术的详尽概述。其不希望识别本发明的关键(key/critical)元素或划定本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一些概念作为稍后论述的更详细描述的序言。
在一个实例中，一种用于评估引线框表面的方法包含：以相对于光学传感器的光源的远端部分第一经预先确定距离将引线框定位在测量设备上；用来自所述光源的具有单个经预先确定波长的光照射所述引线框的表面上的经预先确定区域；用所述光学传感器的光接收器接收从所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域反射的光，所述光接收器将所述经反射光光电地转换成电信号；基于来自所述光接收器的所述电信号确定所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射强度值；及基于所述反射强度值及与所述光源相关联的经预先确定参考反射强度值计算所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射率。
在另一实例中，一种引线框表面测量系统包含：存储器；至少一个处理器，其耦合到所述存储器；光学传感器，其包含光源及光接收器；测量载物台，引线框可安装在测量载物台上，其中所述测量载物台可在三个正交轴方向上相对于测量设备基底移动以将所述引线框定位在相对于所述光学传感器的所述光源的远端部分的第一经预先确定距离处，其中所述光源经配置以用具有单个经预先确定波长的光照射所述引线框的表面上的经预先确定区域，且其中所述光接收器经配置以接收从所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域反射的光，及将所述接收到的反射的光光电地转换成电信号；及悬臂组合件，其经安装在所述测量设备基底上使得所述悬臂的自由端经定位以悬于所述测量载物台之上，所述悬臂组合件围封所述光源的所述远端部分及所述光接收器；且其中所述至少一个处理器执行所述存储器中存储的指令以：基于来自所述光接收器的所述电信号确定所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射强度值；及基于所述反射强度值及与所述光源相关联且存储于所述存储器中的经预先确定参考反射强度值计算所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射率。
在另一实例中，一种制造封装装置的方法包含：将具有单个经预先确定波长的光照射在引线框的表面上的经预先确定区域上以确定所述经预先确定区域的亮度比是否高于经预先确定最小亮度比阈值；响应于确定所述亮度比高于所述阈值将半导体芯片安装在所述引线框上；电连接所述半导体芯片上的垫与所述引线框上的垫；将模制化合物施加于所述半导体芯片及所述引线框上且使所述模制化合物固化；及单切引线框板的多个引线框中的每一者以制造多个封装装置。
附图说明
针对各种实例的详细描述，现将参考附图，其中：
图1A展示根据一或多个实施例的引线框表面测量设备100的透视图。
图1B展示根据一或多个实施例的由引线框表面测量设备100进行的光照射操作的放大透视图。
图2展示根据一或多个实施例的入射单个波长的曲线图200A及反射强度曲线图200B。
图3展示根据一或多个实施例的引线框表面测量系统300的框图。
图4展示根据一或多个实施例的使用引线框表面测量系统300制造封装装置的方法的流程图400。
图5展示根据一或多个实施例的评估引线框表面的方法的流程图500。
图6展示曲线图600，其展示根据基于单个波长反射的根据本发明的一或多个实施例的引线框表面亮度测量方法的亮度测量与根据其中使用常规技术测量亮度的比较实例1及2的亮度测量之间的比较。
具体实施方式
本发明涉及通过照射具有单个波长的光测量引线框的表面的亮度的方法。如本文中使用，单波长光意味着具有单个波长的光。举例来说，单波长光可为以下各者中的任何者：具有在620到750纳米(nm)波长范围内的单个波长的红光；具有在495到570nm波长范围内的单个波长的绿光；及具有在450到495nm波长范围内的单个波长的蓝光。在一些实例中，单波长光由发光二极管(LED)发射。即，代替利用全可见波长特性化引线框表面的颜色，本发明提出用仅单个经预先确定波长照射引线框表面及响应于入射单波长光检测引线框表面的反射强度。举例来说，反射强度表示以特定波长针对反射光输出且由光学传感器检测到的光功率的值。接着，反射强度值可除以标准已知校准零件的反射强度值以确定反射率。在一些实例中，接受还是拒绝引线框用于进一步制造操作的确定是基于反射率作出。更具体来说，在测量目标引线框的亮度前，引线框表面测量设备的光学传感器通过照射来自光源的具有单个波长的光到标准校准零件上进行校准。在一些实例中，标准校准零件经涂覆有贵金属(例如金或银)且表示与单波长光源相关联的峰值亮度(反射强度)。从标准校准零件接收到的反射光由将经反射光的强度光电地转换成电信号的光接收器(例如，光电二极管)接收。接着，处理器将电信号转换成数字值且将所述数字值作为经预先确定参考反射强度值存储于存储器中。在一些实例中，接着，用具有单个波长的光照射目标引线框表面，且将从引线框表面反射的光类似地被转换成从标准校准零件反射的光。反射率是基于引线框表面的反射强度值及经预先确定参考反射强度值确定。
关于引线框表面太暗或太亮的确定是基于反射率及经预先确定最小/最大亮度比阈值作出，借此有效地执行到来的引线框薄板质量控制且防止基于引线框表面亮度及颜色的测量随后执行的图案辨识过程失败。在一些实例中，从光源照射的光是脉冲光，且光接收器经同步以接收仅在脉冲光由光源发射的时间周期期间的反射光。因此，光接收器仅辨识单波长入射光的发射频率且将环境光作为背景噪声消除。此外，通过校准从光源发射的光强度及使用具有单个波长的光，波长变化被消除且将相同照明条件用于每一引线框亮度测量。
图1A展示根据一或多个实施例的引线框表面测量设备100的透视图。在一些实例中，引线框表面测量设备100经配置为具有可移动地支撑测量载物台120的基底110的集成测量夹具。测量载物台120由一或多个导轨130支撑在基底110上以实现载物台120相对于基底110的机械移动。在一些实例中，载物台120耦合到XY电机(在图1A中未展示；参见图3)及Z电机(图1A中未展示；参见图3)以实现载物台沿着三个正交轴在X、Y及Z方向上的移动。XY电机及Z电机中的每一者被安置于载物台120与基底110之间，且是用于控制测量载物台120的移动的线性电机或旋转电机，例如伺服电机或步进电机。电机通过设置在基底110内部的电力供应器供电以将测量载物台120定位在X、Y及Z方向上的所要位置处。
载物台120包含样本托盘122、标准校准零件124及旋钮127，旋钮127通过将样本托盘122螺合到从样本托盘122延伸的轴件上将其固定到载物台120上。样本托盘122牢固地固持引线框薄板S，引线框薄板S是具有多个一体形成的引线框(其亮度将由测量设备100测量)的导电薄板(由金属(例如铜)制成)。在一个实施例中，排除样本托盘122及旋钮127，且引线框薄板S直接被安装在载物台120上以由测量设备100进行亮度测量。
标准校准零件124也被固定到载物台120。标准校准零件124具有金属(镜)涂层，其具有十分高反射率。举例来说，标准校准零件124具有贵金属(例如金、银或铝或其合金)涂层。在一个实施例中，标准校准零件124经涂覆有银，当用具有在0.5到0.8微米范围内的波长的光照射时银具有大于98％的已知反射率。通过用大约630nm的单波长光照射涂覆有保护银的标准校准零件124，将实现98％的绝对反射。如稍后将更详细描述，标准校准零件124的反射强度使用测量设备100记录，借此按已知反射标准校准测量设备100的最大反射光强度。接着，比较引线框薄板S与此已知零件的反射率。
图1A的引线框表面测量设备100进一步包含悬臂组合件140及光学传感器150。如图1A中展示，悬臂组合件140被安装在测量设备100的基底110上使得悬臂组合件140的自由端142经定位以悬于测量载物台120之上。悬臂组合件140的自由端142容置光源的远端部分及光学传感器150的光接收器(在图1A中未展示；参见图3)以用来自光源的光照射引线框薄板S的引线框的表面的经预先确定区域，及接收从引线框薄板S的引线框的表面反射的光，其中光接收器的远端部分在悬臂组合件140的自由端142处。如图1A的实例中展示，光学传感器150被安装在悬臂组合件140上。替代地，光学传感器150被容置在基底110内或安装在基底110上，或可与基底110及悬臂组合件140分离地提供。光学传感器150是光纤传感器、光电传感器、激光传感器及类似物。
一组一或多个光纤核心在其近端处光学地耦合到光学传感器150的传感器主体152内容置的光源且在其远端处耦合到设置在悬臂组合件140的自由端142处的透镜154以将光从光源导向透镜154。另一组一或多个光纤核心进一步经设置以在其近端处光学地耦合到光学传感器150的传感器主体152内容置的光接收器且在其远端处耦合到透镜154以将反射光从引线框表面导向光接收器。因此，两组一或多个光纤核心都从传感器主体152沿着悬臂组合件140的横向延伸部分141延伸以光学地耦合到自由端142处的透镜154。
光学传感器150的光源发射具有单个经预先确定波长的光以进行引线框表面亮度测量。光源是LED、卤素灯、激光光源及类似物。举例来说，光源是以大约630纳米(nm)的单个波长发射红光的LED。替代地，光源是发射蓝色或绿色单波长光的LED。用于亮度测量的从光源发射的光波长取决于在封装组装过程的后续步骤中用于图案辨识的光波长。
在一些实例中，光学传感器150的光源以周期性、随机或不规则间隔发射脉冲光。光学传感器150的光源的脉冲光的发射时间周期小于一秒。光学传感器150的光接收器接收对应于仅由光源发射的单波长光的经反射光。举例来说，光接收器是将接收到的经反射光光电地转换成电信号的光电二极管。通过光学传感器150的光接收器的光接收与通过光源的脉冲光发射同步使得光接收器操作以接收仅在光源发射单波长光的间隔期间反射的光。因此，当光源在第一时间周期期间发射单波长光且在第一时间周期之后的第二时间周期期间停止发射时，光接收器的操作经同步使得光接收器操作以仅在第一时间周期期间接收反射光但不在第二时间周期期间接收反射光。上文所描述的使光接收同步导致光学传感器150以某一频率发射光且光接收器检测仅具有与经发射光相同的频率的光且不检测可为背景光或噪声的其它光。这导致背景光不会影响反射光的读取且消除背景噪声。因此，改进测量设备100的亮度测量准确度。
图1B展示根据一或多个实施例的由引线框表面测量设备100进行的光照射操作的放大透视图。如图1B中展示，光在悬臂组合件140的自由端142处从光学传感器150的光源的远端部分发射。透镜154被设置在悬臂组合件140的自由端142处以便被定位在光源的远端部分与安装在测量设备100的样本托盘122上的引线框薄板S的引线框中的一者的表面之间的光学路径上。从光学传感器150的光源发射的单波长光行进通过透镜154且照射在薄板S的引线框表面上且从薄板S的引线框表面反射的光再次透射穿过透镜154以入射到光学传感器150的光接收器的远端部分上。透镜154用作聚焦透镜以减小从光源的远端部分处的光源的光纤核心发射的光的光束大小(光点大小)以将光聚焦到引线框薄板S的引线框中的一者的表面上的经预先确定区域上。
举例来说，如图1B中展示，经预先确定区域在半导体芯片将安装在其处的引线框的上表面上的裸片载物台D的大致矩形区域内，其中引线框的多个引线被布置在裸片载物台D的区域外且与半导体芯片的电极电连接。在一个实施例中，经预先确定区域在裸片载物台D的中心处。载物台120使用XY电机及Z电机在X、Y及Z方向上调整以将引线框的表面上的经预先确定区域定位在透镜154的光轴上以照射经预先确定区域。在一个实施例中，在Z方向上调整载物台120以将透镜154的下表面与引线框的上表面之间的焦点距离保持在7毫米(mm)，且调整透镜154以在光学传感器150的光源发射大约630nm的红LED光时将照射光的光点大小减小到0.4毫米。一般来说，为确保引线框的表面的亮度的正确测量，操作透镜154以调整发射光的光点大小使得光点大小小于引线框薄板S的引线框的裸片载物台D的面积。
从引线框的表面反射的光由光学传感器150的光接收器接收以测量接收到的光的反射强度(亮度)值。图2展示根据一或多个实施例的入射单个波长的曲线图200A及反射强度曲线图200B。曲线图200A及200B中的每一者中的横坐标表示入射或反射光波长(nm)且纵坐标表示指示针对入射或反射光的特定波长处的光功率输出的归一化功率谱(毫瓦特(mW))。
如曲线图200A中展示，当具有大约630nm的单个经预先确定波长的红光从光学传感器150的光源发射时，峰值波长处的光功率输出是102.960mW，其等同于Y轴上的归一化谱上的1.0。当具有入射单个波长曲线图200A中所说明的单个波长及功率输出特性的此光入射在引线框薄板S的引线框表面的经预先确定区域上时，光学传感器150的光接收器检测具有图2中展示的曲线图200B中所说明的波长及功率输出特性的反射光。
如曲线图200B中展示，反射光相较于入射单波长光将由于引线框表面粗糙度而具有一定损耗量，且因此，经反射光的强度将低于入射光。归一化谱上的经反射光的光功率输出在Y轴上为大约0.6，如反射强度曲线图200B中说明。在一个实施例中，光学传感器150的光接收器将由光电二极管接收的经反射光光电地转换成电信号。光学传感器150或处理器(参见图3)进一步将电信号转换成数字值(反射强度值或归一化谱值)。通过比较对应于标准校准零件124的归一化谱值与引线框薄板S的目标引线框表面的经预先确定区域的归一化谱值，引线框表面的亮度被准确地测量使得引线框表面的颜色及亮度的细微变化可用良好可重复性及重现性来量化。
图3展示用于实施一或多个揭示实施例的引线框表面测量系统300的高级框图。在图3中仅说明引线框表面测量系统300的相关部分。此外，此处省略已结合图1A的引线框表面测量设备100详细描述的引线框表面测量系统300的组件的详细描述。引线框表面测量系统300包含引线框表面测量设备100(参见图1A)，引线框表面测量设备100包含测量载物台120、XY电机126、Z电机128、光源156及光接收器158。引线框表面测量系统300进一步包含一或多个输入装置330(例如键盘、鼠标或触摸垫)及一或多个输出装置315(例如显示器或音频扬声器)。一些装置同样也可被配置为输入/输出装置(例如，网络接口或触摸屏显示器)。
如图3的实例中说明，引线框表面测量系统300包含含有一或多个硬件处理器的处理器305，其中每一硬件处理器具有单个或多个处理器核心。在一个实施例中，处理器305包含至少一个共享高速缓存，其存储由处理器305的一或多个其它组件利用的数据(例如，计算指令)。举例来说，共享高速缓存为存储器中存储的本地高速缓存的用于由组成处理器305的处理元件的组件进行更快存取的数据。处理器的实例包含(但不限于)中央处理单元(CPU)、微处理器。
图3说明存储器310可操作地且通信地耦合到处理器305。存储器310是经配置以存储多种类型数据的非暂时性媒体。举例来说，存储器310包含包括非易失性存储装置及/或易失性存储器的一或多个存储装置320。易失性存储器(例如随机存取存储器(RAM))可为任何合适的非永久存储装置。非易失性存储装置320可包含一或多个磁盘驱动器、光学驱动器、固态驱动器(SSD)、磁带驱动器、快闪存储器、只读存储器(ROM)及/或经设计以在断电或电源关闭操作之后的一定持续时间内维持数据的任何其它类型的存储器。在某些例子中，如果分配的RAM并非足够大以保持所有工作数据，那么将非易失性存储装置320用于存储溢出数据。非易失性存储装置320还用于存储当选择程序以用于执行时被加载到RAM中的此类程序。
软件程序可针对多种软件平台及/或操作系统以多种计算语言开发、编码及编译且随后由处理器305加载并执行。在一个实施例中，软件程序的编译过程可将以编程语言编写的程序代码变换成另一计算机语言，使得处理器305能够执行编程代码。举例来说，软件程序的编译过程可生成可执行程序，其向处理器305提供经编码指令(例如，机器代码指令)以完成特定非通用特殊计算功能。
在编译过程之后，接着，经编码指令可从存储装置320、从存储器310作为计算机可执行指令或过程步骤加载到处理器305，及/或被嵌入于处理器305内(例如，经由高速缓存或板上ROM)。处理器305经配置以执行所存储指令或过程步骤以便执行指令或过程步骤以将计算装置变换成非通用特殊经专门编程机器或设备。所存储数据(例如，由存储装置320存储的数据)在计算机可执行指令或过程步骤的执行期间由处理器305存取以指导及操作引线框表面测量系统300内的一或多个组件。
用户接口(例如，输出装置315及输入装置330)可包含显示器、位置输入装置(例如鼠标、触摸垫、触摸屏或类似物)、键盘或其它形式的用户输入及输出装置。用户接口组件通信地耦合到处理器305。当输出装置是显示器或包含显示器时，显示器可以各种方式实施，包含通过液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT)或发光二极管(LED)显示器，例如OLED显示器。在一些实例中，引线框表面测量系统300包括所属领域中众所周知的其它组件，例如传感器、电源及/或模/数转换器，其在图3中未明确展示。处理器305、输入装置330、输出装置315、存储器310及存储装置320中的一或多者被设置于引线框表面测量设备100内或可经由网络通信地耦合到引线框表面测量设备100。
图4展示根据一或多个实施例的使用引线框表面测量系统300制造封装装置的方法的流程图400。流程图400在框410处开始，其中处理器305进行引线框表面评估以测量引线框薄板S的引线框表面的亮度。在框410处执行的操作结合图5的流程图500在下文进行详细描述。
在框420处，响应于在框410处确定引线框表面的亮度对于进一步半导体芯片封装组装操作来说是可接受的而将半导体芯片(裸片)个别地安装在引线框薄板S的每一引线框的每一裸片载物台D上。在框430处，通过用(例如)铜线电连接裸片上的连接垫与引线框上的垫执行将每一裸片附接到薄板S上的对应引线框的线接合过程。将裸片连接到引线框促成裸片到引线框的外部区域的连接，借此使将裸片及引线框结构焊接到电路板上更容易。在框440处，执行将模具化合物施加于裸片及引线框结构之上的模制操作。在一个实施例中，将模具化合物施加于裸片及引线框结构上，且使用热辐射或紫外线辐射固化所述化合物以便硬化并保护裸片。引线框的尖端在固化之后保持暴露以使所得芯片能够被焊接到电路板上。最后，在框450处，将裸片及引线框薄板S上的引线框的经模制及电连接封装单切(分离)成个别封装装置。在一个实施例中，可使用锯或激光单切半导体芯片封装。
图5展示根据一或多个实施例的对应于流程图400的框410的评估引线框表面的方法的流程图500。流程图500在框510处开始，其中处理器305用标准校准零件124进行测量设备100的校准操作。处理器305存取存储装置320中存储的程序及数据以执行校准操作。举例来说，处理器305获得安装在测量载物台120上的标准校准零件124的XYZ位置信息且执行指令以操作XY电机126及Z电机128以将标准校准零件124定位在透镜154的光学轴上以进行亮度测量及校准。接着，处理器305执行指令以控制光源156及光接收器158的操作以用单波长光照射标准校准零件124且获得反射光。处理器305进一步控制光源156及光接收器158的操作以将单波长光作为脉冲光进行照射且使光接收器158的操作与光源156的脉冲光发射同步以消除背景光的影响，借此获得标准校准零件124的更准确亮度测量值。在一些实例中，接着，处理器305操作模/数转换器(未展示)以将从光接收器158获得的电信号转换成数字值且将所述数字值作为经预先确定参考反射强度值存储于存储装置320中。在一些实例中，框510处的校准操作在设备100通电以进行亮度测量时仅执行一次。接着，一旦已在框510处校准设备100就执行一或多个薄板S上的一或多个引线框表面的实际亮度测量操作。
在框520处，处理器305获得安装在样本托盘122上的将经受亮度测量操作的引线框薄板S的引线框表面上的经预先确定区域的XYZ位置信息。处理器305执行指令以操作XY电机126及Z电机128以将经预先确定区域定位在透镜154的光学轴上以进行亮度测量。
在框530处，处理器305控制光源156照射单波长光到薄板S的引线框表面上的经预先确定区域上，且在框540处，处理器305控制光接收器158接收对应于入射在引线框薄板S的引线框的表面上的经预先确定区域上的单波长光的经反射光。处理器305进一步控制光源156及光接收器158的操作以将单波长光作为脉冲光进行照射且使光接收器158的操作与光源156的脉冲光发射同步以消除背景光的影响，借此获得引线框薄板S的经预先确定区域的更准确亮度测量值。在一些实例中，接着，处理器305操作模/数转换器(未展示)以将从光接收器158获得且对应于引线框薄板S的引线框的表面的经预先确定区域的反射光强度的电信号转换成数字值且将所述数字值作为反射强度值存储于存储装置320中。
在框550处，处理器305基于所存储反射强度值及所存储经预先确定参考反射强度值计算反射率。举例来说，处理器305将目标引线框表面的反射强度值除以标准校准零件124的经预先确定参考反射强度值以计算反射率。在框550处计算得到的值以百分比形式(即，1％到100％)表达或作为表示除法的结果的值表达。
在框560处，处理器305确定计算得到的反射率是否在经预先确定可准许反射率范围内。关于可准许反射率范围的信息存储在存储装置320中且针对将用测量设备100测量其亮度的每一类型引线框薄板S经预先确定。举例来说，如果引线框表面的反射强度值比标准校准零件124的所存储经预先确定参考反射强度值高10％，那么认为引线框亮度是可准许的。因此，如果计算得到的反射率低于最小亮度比阈值(框560处的“否”)，那么处理器305确定引线框表面太暗，且因此引线框不可用于后续半导体封装组装操作(框570)。相反地，如果计算得到的反射率高于最大亮度比阈值(框560处的“否”)，那么处理器305确定引线框表面太亮，且因此引线框不可用于后续半导体封装组装操作(框570)。在一些实例中，处理器305通过在显示器上显示在框560处确定的结果在框570处指示引线框对于制造操作来说是不可接受的。
另一方面，如果处理器305确定计算得到的反射率在经预先确定可准许反射率范围内(框560处的“是”)，那么处理器305确定引线框表面亮度在可接受操作范围内，且因此引线框可用于后续半导体封装组装操作(框580)。在一些实例中，在框580处，处理器305通过在显示器上显示在框560处确定的结果指示引线框对于制造操作是可接受的。在一个实施例中，处理器305执行存储装置320中存储的指令以自动执行图5的流程图500中说明的引线框表面评估方法的步骤，而无需由用户进行任何操作。因此，举例来说，处理器305自动控制载物台120、XY电机126、Z电机128、光源156及/或光接收器158中的一或多者的操作以执行校准及亮度测量操作。接着，处理器305(例如)通过在显示器315上显示结果或可听信号自动向用户输出亮度测量操作的结果。替代地，流程图500的操作中的一或多者是手动执行的。在一个实施例中，图5的流程图500的操作可用于裸片接合器的组装线的线内监测中。接着，可测量每一引线框的表面的经预先确定区域处的亮度以进行快速检验及“通过”或“未通过”确定。
已进行实验来测试根据本发明的基于单个波长反射的引线框表面亮度测量方法的可行性。六西格玛量具重复性及重现性(GRR)研究经执行以通过测量测量系统中由如所使用的特定测量设备或进行测量的人员等的源引起的变化量评估根据本发明的引线框表面亮度测量方法。结果表明：根据本发明的引线框表面亮度测量方法的整体GRR在快速检查时间(例如，每次测量的测量时间小于一秒)下小于10％。
用于测量及量化引线框表面亮度及颜色中的变化的常规技术包含平均灰度值计算方法及XYZ三刺激测量方法。在平均灰度值计算方法中，以固定光强度在显微镜下拍摄的引线框表面的图像经裁切以聚焦于引线框裸片载物台表面区域上，经裁切图像经分析以生成经裁切区域的直方图，且经裁切区域的平均灰度值基于所述直方图进行计算以确定引线框表面的平均亮度值。在XYZ三刺激方法中，将卤素灯用作光源以检测在380nm到780nm波长范围内的多个波长中的反射。反射光谱R(λ)由x(λ)、y(λ)、z(λ)颜色匹配函数转换成XYZ，且可将X、Y、Z值判断为红/绿/蓝反射强度值以检测单位GAM中引线框表面的颜色。然而，用常规平均灰度值计算方法，背景照明在平均灰度计算中引入太多变化，借此降低经测量灰度值的可靠性及重现性。此外，用XYZ三刺激方法，粗糙的引线框表面的亮度测量并不是十分一致的且易受各种硬件及软件变化影响且因此是不可行的。本申请案的发明者对在一段延长的时间内接收的具有相同规格的不同批次的引线框薄板进行实验且确定根据本发明的基于单个波长反射的引线框表面亮度测量方法具有比上文描述的常规技术更好的与引线框表面的视觉外观(亮度)的相关性。如图6的曲线图600中展示，根据基于单个波长反射的根据本发明的引线框表面亮度测量方法的亮度测量具有比使用涉及基于使用XYZ三刺激方法或平均灰度计算方法测量的RGB反射值的颜色测量的常规技术的比较实例1及2的测量更好的与实际引线框表面亮度的相关性。
贯穿此描述及权利要求书已使用某些术语来指代特定系统组件。如所属领域的技术人员应了解，不同部件可通过不同命名指代组件。此档案不希望区分在命名上不同但在功能上并非不同的组件。在本发明及权利要求书中，术语“包含”及“包括”以开放式方式使用，且因此应被解译为意味着“包含(但不限于)”。而且，术语“耦合(couple/couples)”希望意味着间接或直接有线或无线连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，那么那个连接可为通过直接连接或通过经由其它装置及连接的间接连接。陈述“基于”希望意味着“至少部分基于”。因此，如果X基于Y，那么X可随Y及任何数目的其它因素而变化。陈述“值”之前的陈述“大约”希望涵盖所述值的±10％范围内的所有值。
上文论述旨在说明本发明的原理及各种实施例。所属领域的技术人员一旦完全了解了上文揭示内容，众多变化及修改将变为明显的。希望所附权利要求书被解译为包含所有此类变化及修改。

Claims (20)

1.一种用于评估引线框表面的方法，所述方法包括：
以相对于光学传感器的光源的端部分的第一经预先确定距离将引线框定位在测量设备上；
用来自所述光源的具有单个经预先确定波长的光照射所述引线框的表面上的经预先确定区域；
用所述光学传感器的光接收器接收从所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域反射的光且将所述经反射光转换成电信号；
基于所述电信号确定所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射强度值；及
基于所述反射强度值及与所述光源相关联的经预先确定参考反射强度值计算所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射率。
2.根据权利要求1所述的用于评估引线框表面的方法，其进一步包括：
将校准零件定位在所述测量设备上且用具有所述单个经预先确定波长的所述光照射所述校准零件；
用所述光学传感器的所述光接收器接收从所述校准零件反射的光；
基于从所述校准零件反射的所述光确定所述经预先确定参考反射强度值；及
将所述反射强度值除以所述经预先确定参考反射强度值以计算所述反射率。
3.根据权利要求2所述的用于评估引线框表面的方法，其中所述校准零件经涂覆有金、银及铝中的一或多者。
4.根据权利要求1所述的用于评估引线框表面的方法，其中从所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域反射的所述光表示所述引线框的所述表面的亮度；且
其中所述方法进一步包括当所述反射率高于经预先确定最小亮度比阈值时指示所述引线框的所述表面的所述亮度处于可准许范围内。
5.根据权利要求1所述的用于评估引线框表面的方法，其中所述光源是脉冲光源，且其中所述方法进一步包括：
在第一时间周期期间用具有所述单个经预先确定波长的所述光照射所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域；
在所述第一时间周期之后的第二时间周期期间停止用具有所述单个经预先确定波长的所述光照射所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域；及
使所述光接收器的操作与所述光源的操作同步使得所述光接收器操作以在所述第一时间周期期间接收所述反射光但不在所述第二时间周期期间接收所述反射光。
6.根据权利要求5所述的用于评估引线框表面的方法，其中所述光源是发射630纳米红光的脉冲发光二极管LED。
7.根据权利要求1所述的用于评估引线框表面的方法，其中所述光学传感器是光纤传感器，且其中所述光源包括LED及将所述光从所述LED导向所述光源的所述远端部分的第一光纤，且其中所述光接收器包括光电二极管及将所述反射光从所述光接收器的远端部分导向所述光电二极管的第二光纤。
8.根据权利要求1所述的用于评估引线框表面的方法，其进一步包括：
将透镜定位于所述光源的所述远端部分与所述测量设备上的所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域之间的光学路径中；及
调整所述透镜的焦点位置以将来自所述光源的所述光聚焦在所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域上。
9.根据权利要求1所述的用于评估引线框表面的方法，其中所述光接收器是光电二极管。
10.一种引线框表面测量系统，其包括：
存储器；
至少一个处理器，其耦合到所述存储器；
光学传感器，其包含光源及光接收器；
测量载物台，引线框可安装在所述测量载物台上，其中所述测量载物台可在三个正交轴方向上相对于测量设备基底移动以将所述引线框定位在相对于所述光学传感器的所述光源的端部分的第一经预先确定距离处，其中所述光源经配置以用具有单个经预先确定波长的光照射所述引线框的表面上的经预先确定区域，且其中所述光接收器经配置以接收从所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域反射的光，及将所述接收到的反射光光电地转换成电信号；及
悬臂组合件，其经安装在所述测量设备基底上使得所述悬臂的自由端经定位以悬于所述测量载物台之上，所述悬臂组合件容置所述光源的所述远端部分及所述光接收器。
11.根据权利要求10所述的引线框表面测量系统，其中所述至少一个处理器执行所述存储器中存储的指令以：
基于来自所述光接收器的所述电信号确定所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射强度值；及
基于所述反射强度值及与所述光源相关联且存储于所述存储器中的经预先确定参考反射强度值计算所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射率。
12.根据权利要求11所述的引线框表面测量系统，其中所述至少一个处理器进一步执行所述存储器中存储的指令以：
将安装在所述测量载物台上的校准零件定位在光学轴上且用具有所述单个经预先确定波长的所述光照射所述校准零件；
用所述光学传感器的所述光接收器接收从所述校准零件反射的光；
基于从所述校准零件反射的所述光确定所述经预先确定参考反射强度值及将所述经预先确定参考反射强度值存储于所述存储器中；及
将所述反射强度值除以所述经预先确定参考反射强度值以计算所述反射率。
13.根据权利要求12所述的引线框表面测量系统，其中所述校准零件经涂覆有金、银及铝中的一或多者。
14.根据权利要求11所述的引线框表面测量系统，其中从所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域反射的所述光表示所述引线框的所述表面的亮度；且
其中所述至少一个处理器进一步执行所述存储器中存储的指令以当所述计算得出的反射率高于经预先确定最小亮度比阈值时指示所述引线框的所述表面的所述亮度处于可准许范围内。
15.根据权利要求11所述的引线框表面测量系统，其中所述光源是脉冲光源，且其中所述至少一个处理器进一步执行所述存储器中存储的指令以：
在第一时间周期期间用具有所述单个经预先确定波长的所述光照射所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域；
在所述第一时间周期之后的第二时间周期期间停止用具有所述单个经预先确定波长的所述光照射所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域；及
使所述光接收器的操作与所述光源的操作同步使得所述光接收器操作以在所述第一时间周期期间接收所述反射光但不在所述第二时间周期期间接收所述反射光。
16.根据权利要求15所述的引线框表面测量系统，其中所述光源是发射630纳米红光的脉冲发光二极管LED。
17.根据权利要求11所述的引线框表面测量系统，其进一步包括：透镜，其经提供在所述悬臂组合件的所述自由端处且经定位在所述光源的所述远端部分与所述测量载物台上的所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域之间的光学轴上；且
其中所述至少一个处理器进一步执行所述存储器中存储的指令以调整所述透镜的焦点位置以将来自所述光源的所述光聚焦在所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域上。
18.根据权利要求10所述的引线框表面测量系统，其中所述光学传感器是光纤传感器，且其中所述光源包括LED及将所述光从所述LED导向所述悬臂组合件的所述自由端处所述光源的所述远端部分的第一光纤，且其中所述光接收器包括光电二极管及将所述反射光从所述悬臂组合件的所述自由端处的所述光接收器的远端部分导向所述光电二极管的第二光纤。
19.一种制造封装装置的方法，所述方法包括：
将具有单个经预先确定波长的光照射在引线框的表面上的经预先确定区域上以确定所述经预先确定区域的亮度比是否高于经预先确定最小亮度比阈值；
响应于确定所述经预先确定所述亮度比高于所述阈值将半导体芯片安装在所述引线框上；
电连接所述半导体芯片上的垫与所述引线框上的垫；
将模制化合物施加于所述半导体芯片及所述引线框上且使所述模制化合物固化；及
将引线框薄板的多个引线框中的每一者单个化以制造多个封装装置。
20.根据权利要求19所述的制造封装装置的方法，其进一步包括：
以相对于光学传感器的光源的端部分的第一经预先确定距离将所述引线框定位在测量设备上；
用来自所述光源的具有所述单个经预先确定波长的所述光照射所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域；
用所述光学传感器的光接收器接收从所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域反射的光且将所述经反射光转换成电信号；
基于所述电信号确定所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射强度值；及
基于所述反射强度值及与所述光源相关联的经预先确定参考反射强度值计算所述引线框的所述表面上的所述经预先确定区域的反射率。
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