CN110440720A - 一种芯片与基板的平行性检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片与基板的平行性检测装置，包括：相互垂直设置的第一光源和第二光源；用以接收第一光源和第二光源两者所射出的光线、并将两者所射出的光线调节为同向的第一分光棱镜；靠近第一分光棱镜、且设于经调节为同向的光线的方向上的分划板；远离分划板、用以将经分划板的光线分别投射至芯片和基板的芯片投射组件和基板投射组件；设于芯片投射组件和基板投射组件的一侧、用以将经芯片和基板反射后的反射光线呈现于CCD相机的反射组件。上述芯片与基板的平行性检测装置，能够实现芯片与基板之间的平行性检测，且结构较为简单，使用可靠。

Description

一种芯片与基板的平行性检测装置

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，特别涉及一种芯片与基板的平行性检测装置。

背景技术

目前，芯片作为高科技部件，已经应用到国民生活的方方面面，其重要程度不言而喻。

随着各个行业的快速发展，对芯片的质量及数量需求不断增加，同时对封装技术的要求也越来越高。具体来说，芯片封装是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁，在芯片制造领域起着至关重要的作用。而芯片与基板的对准以及芯片与基板之间的平行性检测影响芯片封装质量。

在现有技术中，针对封装设备，芯片与基板之间平行性检测往往没有一款较为可靠的设备，检测成本通常较高，且周期长。有鉴于此，如何设计一种芯片与基板的平行性检测装置，以降低芯片封装的成本及周期，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种芯片与基板的平行性检测装置，能够实现芯片与基板之间的平行性检测，且结构较为简单，使用可靠。

为实现上述目的，本发明提供一种芯片与基板的平行性检测装置，包括：

相互垂直设置的第一光源和第二光源；

用以接收第一光源和第二光源两者所射出的光线、并将两者所射出的光线调节为同向的第一分光棱镜；

靠近第一分光棱镜、且设于经调节为同向的光线的方向上的分划板；

远离分划板、用以将经分划板的光线分别投射至芯片和基板的芯片投射组件和基板投射组件；

设于芯片投射组件和基板投射组件的一侧、用以将经芯片和基板反射后的反射光线呈现于CCD相机的反射组件。

可选地，还包括用以将经分划板的光线进行分光的第二分光棱镜，其中，由第一光源射出的光线通过芯片投射组件投射至芯片，由第二光源射出的光线通过基板投射组件投射至基板。

可选地，芯片投射组件包括第三折转镜，第三折转镜用以设置在芯片的下方，且将接收到的由第一光源射出的光线投射至芯片，第三折转镜还能够接收经芯片反射后的反射光线，并将反射光线反射至反射组件；和/或，

基板投射组件包括第四折转镜和第五折转镜，第五折转镜用以设于基板的上方，第四折转镜用以将接收到的由第二光源射出的光线投射至第五折转镜，并通过第五折转镜将光线投射至基板，第五折转镜还能够接收经基板反射后的反射光线，并将反射光线反射至第四折转镜，并由第四折转镜反射至反射组件。

可选地，还包括紧邻设置的第一准直镜和第一折转镜，第一准直镜用以将经分划板的光线转换为平行光，第一折转镜用以将平行光折转后供第二分光棱镜接收。

可选地，第二分光棱镜设于第一准直镜和第一折转镜两者的下方，第二分光棱镜设于基板投射组件的上方，且第二分光棱镜平行于芯片投射组件。

可选地，反射组件包括第二折转镜、第六折转镜和第二准直镜，第二折转镜用以分别接收经芯片和基板反射后的反射光线，并将反射光线折转后反射至第六折转镜，再由第六折转镜折转后反射至第二准直镜，第二准直镜用以将光路中自准直返回的平行光聚焦并传送至CCD相机，CCD相机用以接收将经芯片和基板自准直返回的像。

可选地，第六折转镜和第二准直镜紧邻设置，且第六折转镜和第二准直镜两者位于第二折转镜的下方。

可选地，第六折转镜和第二准直镜两者平行于CCD相机。

可选地，还包括用以供光线传输的腔体座，第一光源和CCD相机两者位于腔体座的第一侧，芯片投射组件和基板投射组件位于腔体座的第二侧。

可选地，第二光源设置于第一光源和CCD相机之间，且第二光源靠近腔体座的第一侧。

相对于上述背景技术，本发明提供的芯片与基板的平行性检测装置，利用第一光源发出第一光线，第二光源发出第二光线，第一光线和第二光线的颜色可不相同，并通过第一分光棱镜将第一光线和第二光线调节为同向，分划板和第一分光棱镜紧邻设置，同向的第一光线和第二光线通过分划板，使得第一光线和第二光线均携带有分划板的成像信息，而后通过芯片投射组件将第一光线投射至芯片，通过基板投射组件将第二光线投射至基板；当第一光线投射至芯片之后，第一光线经芯片反射后通过反射组件呈现于CCD相机，当第二光线投射至基板之后，第二光线经基板反射后通过反射组件呈现于CCD相机，也即在CCD相机上可以呈现出芯片和基板返回的像，通过观察两个像的位置即可判断芯片和基板是否平行，可以看出，通过CCD相机探测表面的分划板像产生的位移来测量芯片与基板的平行性，使用简单方便，同时上述两条光路分别针对芯片与基板进行自准直成像，互不干涉，同时芯片与基板的平行性检测装置的结构紧凑，装调方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的芯片与基板的平行性检测装置的结构示意图。

其中：

1-第一光源、2-第二光源、3-第一分光棱镜、4-分划板、5-第二折转镜、6-第一准直镜、7-第一折转镜、8-第二分光棱镜、9-第三折转镜、10-第五折转镜、11-第四折转镜、12-第六折转镜、13-第二准直镜、14-腔体座、15-CCD相机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本申请提供的一种芯片与基板的平行性检测装置的具体实施方式，如说明书附图1所示，包括第一光源1、第二光源2、第一分光棱镜3、分划板4、芯片投射组件、基板投射组件和反射组件。

第一光源1和第二光源2相互垂直设置，其中，第一光源1可具体设置为蓝光LED，第二光源2可具体设置为红光LED，当然第一光源1和第二光源2还可以采用其他颜色的光源以示区分。

第一光源1和第二光源2相互垂直设置也即第一光源1所发射出的第一光线和第二光源2所发射出的第二光线相互垂直，第一光源1和第二光源2用以为平行性检测装置提供光源输入。

第一分光棱镜3位于第一光线和第二光线的路径上，用以将第一光线和第二光线调节为同向；以说明书附图1所示的方向为例，第一光源1所发射出的第一光线由左向右延伸，第二光源2所发射出的第二光线右下向上延伸，当第一光线和第二光线经过第一分光棱镜3时，则第一光线和第二光线均为由左向右延伸。

分划板4靠近第一分光棱镜3，分划板4位于由左向右延伸的第一光线和第二光线的延伸方向上，也即当第一光线和第二光线经过第一分光棱镜3方向改变后，受到分划板4的遮挡，其中分划板4可具体设置为十字分划板。

而后第一光线通过芯片投射组件投射在芯片表面，第二光线通过基板投射组件投射在基板表面，在这里，由于通常芯片位于基板的上方，因此芯片投射组件可设置在基板投射组件的上方，芯片投射组件和基板投射组件的具体设置方式可以根据实际需要而设置，本文后续将给出一种具体实施方式。

当第一光线投射至芯片之后，第一光线经芯片反射后通过反射组件呈现于CCD相机，当第二光线投射至基板之后，第二光线经基板反射后通过反射组件呈现于CCD相机15，也即在CCD相机15上可以呈现出芯片和基板返回的像，通过观察两个像的位置即可判断芯片和基板是否平行。

第二分光棱镜8用以将第一光线和第二光线区分，第二分光棱镜8位于远离分划板4的一侧，当第一光线和第二光线依次经过第一分光棱镜3、分划板4和第二分光棱镜8之后，由第一光源1射出的第一光线通过芯片投射组件投射至芯片，由第二光源2射出的第二光线通过基板投射组件投射至基板。

针对芯片投射组件，可以包括第三折转镜9，且第三折转镜9用以设置在芯片的下方，在使用过程中，第三折转镜9将接收到的由第一光源1射出的第一光线投射至芯片，当第一光线投射至芯片表面时，芯片所返回的光线可以由第三折转镜9接收，并将该反射的光线反射至反射组件，从而呈现于CCD相机15。

针对基板投射组件，可以包括第四折转镜11和第五折转镜10，第五折转镜10用以设于基板的上方，在使用过程中，首先第四折转镜11接收由第二光源2射出的第二光线，并将第二光线投射至第五折转镜10，而后第五折转镜10将该光线投射至基板。当第二光线投射至基板表面时，基板所返回的光线可以由第五折转镜10接收，而后再由第四折转镜11接收，并反射至反射组件，从而呈现于CCD相机15。

参考说明书附图1，第一准直镜6和第一折转镜7两者紧邻设置，两者设置于芯片投射组件和基板投射组件的光路之前，当第一光线和第二光线依次经过第一分光棱镜3和分划板4之后，而后经过第一准直镜6和第一折转镜7，通过第一准直镜6将第一光线和第二光线转换为平行光，再通过第一折转镜7将平行光折转后供第二分光棱镜8接收。

针对上述部件的具体位置关系，可以采用如说明书附图1所示的方式，也即第二分光棱镜8设于第一准直镜6和第一折转镜7两者的下方，第二分光棱镜8设于基板投射组件的上方，且第二分光棱镜8平行于芯片投射组件。

针对反射组件，其具体设置方式可以根据实际需要而设置，本文此处给出一种具体实施方式。

反射组件包括第二折转镜5第六折转镜12和第二准直镜13，如说明书附图1所示，第二折转镜5用以分别接收经芯片和基板反射后的反射光线，并将反射光线折转后反射至第六折转镜12，再由第六折转镜12折转后反射至第二准直镜13，第二准直镜13用以将光路中自准直返回的平行光聚焦并传送至CCD相机15，CCD相机15用以接收将经芯片和基板自准直返回的像。

具体地，针对第一光源1发出的第一光线，依次经过第一分光棱镜3、分划板4、第一准直镜6、第一折转镜7、第二分光棱镜8和第三折转镜9，以平行光方式投射至芯片表面；当光线经芯片反射后分别经第三折转镜9、第二分光棱镜8、第二折转镜5、第六折转镜12、第二准直镜13折转透射后，汇聚于CCD相机15的表面，形成分划板像。

针对第二光源2发出的第二光线，依次经过第一分光棱镜3、分划板4、第一准直镜6、第一折转镜7、第二分光棱镜8、第四折转镜11、第五折转镜10折转透射后，以平行光方式投射至基板表面；光线经基板反射后分别经第五折转镜10、第四折转镜11、第二分光棱镜8、第二折转镜5、第六折转镜12、第二准直镜13折转透射后，汇聚于CCD相机15表面，形成分划板像。

当芯片与基板有角度偏差时，反射回来的光束就产生一个倾角，位于CCD相机15探测表面的分划板像就产生一个位移，通过CCD相机15对分划板像位移的判读就可以得知芯片与基板的角位移。

针对上述各部件的具体位置关系，可参考说明书附图1所示，第六折转镜12和第二准直镜13紧邻设置，且第六折转镜12和第二准直镜13两者位于第二折转镜5的下方，第六折转镜12和第二准直镜13两者平行于CCD相机15。第二光源2设置于第一光源1和CCD相机15之间，且第二光源2靠近腔体座14的第一侧。当然，根据实际需要，上述各部件的具体位置还可以为其他，只要能够满足上述技术效果即可。

针对芯片与基板的平行性检测装置，还包括腔体座14，腔体座14的内部呈空腔状，用以供光线传输；第一光源1和CCD相机15两者位于腔体座14的第一侧，芯片投射组件和基板投射组件位于腔体座14的第二侧。

针对腔体座14和其余部件的安装方式，可以采用现有技术中诸如螺栓固定等方式相连，只要满足上述各部件的功能即可。

举例来说，第一光源1和第二光源2可以通过螺钉连接安装在腔体座14，两者垂直分布，为系统提供光源输入；第一分光棱镜3可以安装于腔体座14，且第一分光棱镜3可相对于腔体座14调节位置，进而调节第一分光棱镜3的俯仰及偏摆；其中，第一分光棱镜3和腔体座14之间可设置若干个通孔，其中一些通孔为沉孔，其余通孔则内径相同，沉孔处可安装内六角螺钉，其余通孔则安装紧定螺钉，利用内六角螺钉和紧定螺钉相对于通孔的位置以调节第一分光棱镜3相对于腔体座14的位置。除此之外，第二折转镜5和第一折转镜7两者同样可采用上述方式安装在腔体座14上，便于俯仰及偏摆角度调节；第二分光棱镜8可通过螺钉连接安装在腔体座14上，且第三折转镜9、第五折转镜10、第四折转镜11和第六折转镜12同样可通过螺钉连接安装在腔体座14上，并可设置有俯仰偏摆调节机构。当然，上述各部件和腔体座14之间还可以采用其他连接方式，本文将不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的芯片与基板的平行性检测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，包括：

相互垂直设置的第一光源(1)和第二光源(2)；

用以接收所述第一光源(1)和所述第二光源(2)两者所射出的光线、并将两者所射出的光线调节为同向的第一分光棱镜(3)；

靠近所述第一分光棱镜(3)、且设于经调节为同向的光线的方向上的分划板(4)；

远离所述分划板(4)、用以将经所述分划板(4)的光线分别投射至芯片和基板的芯片投射组件和基板投射组件；

设于所述芯片投射组件和所述基板投射组件的一侧、用以将经芯片和基板反射后的反射光线呈现于CCD相机(15)的反射组件。

2.根据权利要求1所述的芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，还包括用以将经所述分划板(4)的光线进行分光的第二分光棱镜(8)，其中，由所述第一光源(1)射出的光线通过所述芯片投射组件投射至芯片，由所述第二光源(2)射出的光线通过所述基板投射组件投射至基板。

3.根据权利要求1所述的芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，所述芯片投射组件包括第三折转镜(9)，所述第三折转镜(9)用以设置在芯片的下方，且将接收到的由所述第一光源(1)射出的光线投射至芯片，所述第三折转镜(9)还能够接收经芯片反射后的反射光线，并将反射光线反射至所述反射组件；和/或，

所述基板投射组件包括第四折转镜(11)和第五折转镜(10)，所述第五折转镜(10)用以设于基板的上方，所述第四折转镜(11)用以将接收到的由所述第二光源(2)射出的光线投射至所述第五折转镜(10)，并通过所述第五折转镜(10)将光线投射至基板，所述第五折转镜(10)还能够接收经基板反射后的反射光线，并将反射光线反射至所述第四折转镜(11)，并由所述第四折转镜(11)反射至所述反射组件。

4.根据权利要求2所述的芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，还包括紧邻设置的第一准直镜(6)和第一折转镜(7)，所述第一准直镜(6)用以将经所述分划板(4)的光线转换为平行光，所述第一折转镜(7)用以将平行光折转后供所述第二分光棱镜(8)接收。

5.根据权利要求4所述的芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，所述第二分光棱镜(8)设于所述第一准直镜(6)和所述第一折转镜(7)两者的下方，所述第二分光棱镜(8)设于所述基板投射组件的上方，且所述第二分光棱镜(8)平行于所述芯片投射组件。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，所述反射组件包括第二折转镜(5)、第六折转镜(12)和第二准直镜(13)，第二折转镜(5)用以分别接收经芯片和基板反射后的反射光线，并将反射光线折转后反射至所述第六折转镜(12)，再由所述第六折转镜(12)折转后反射至所述第二准直镜(13)，所述第二准直镜(13)用以将光路中自准直返回的平行光聚焦并传送至所述CCD相机(15)，所述CCD相机(15)用以接收将经芯片和基板自准直返回的像。

7.根据权利要求6所述的芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，所述第六折转镜(12)和所述第二准直镜(13)紧邻设置，且所述第六折转镜(12)和所述第二准直镜(13)两者位于所述第二折转镜(5)的下方。

8.根据权利要求7所述的芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，所述第六折转镜(12)和所述第二准直镜(13)两者平行于所述CCD相机(15)。

9.根据权利要求7所述的芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，还包括用以供光线传输的腔体座(14)，所述第一光源(1)和所述CCD相机(15)两者位于所述腔体座(14)的第一侧，所述芯片投射组件和所述基板投射组件位于所述腔体座(14)的第二侧。

10.根据权利要求7所述的芯片与基板的平行性检测装置，其特征在于，所述第二光源(2)设置于所述第一光源(1)和所述CCD相机(15)之间，且所述第二光源(2)靠近所述腔体座(14)的第一侧。