CN110596141A - 半导体芯片的缺陷检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体芯片的缺陷检测装置及检测方法，包括：传输装置，半导体芯片在所述传输装置上运输；红外摄像头和/或普通光学镜头，该红外摄像头和/或普通光学镜头设置于所述传输装置的上方；红外光源，该红外光源设置于所述红外摄像头上，且正对所述传输装置上的半导体芯片；图像分析装置，与所述红外摄像头相连接；报警装置，所述报警装置与所述图像分析装置相连接；当所述半导体芯片在所述传输装置上传输时，所述红外摄像头获取所述半导体芯片的图像并传输至所述图像分析装置，当所述图像分析装置判断出所述半导体芯片外观存在缺陷时，所述报警装置进行报警。采用该种结构的半导体芯片的缺陷检测装置，对半导体芯片进行自动检测，准确性高、可靠性强。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片检测技术领域，尤其是涉及一种半导体芯片的缺陷检测装置及检测方法。
背景技术
当今电子元件封装迅速向微型化、片式化、高性能方向发展，元件引脚的缺陷检测是进行正确封装的必要前提，其他外观缺陷检测是封装元件的质量保证。目前很多生产线上仍然采用传统的人工目测检测，发现缺陷后，手动剔除不合格产品。现有的质量检测方式存在以下问题：由于芯片生产量大，操作者在工作时段内在持续不断的生产线上不间断的工作，长时间用眼易造成视觉疲劳，进而难以保证电子元件质量的一致性，容易导致缺陷产品进入市场。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种准确性高、自动化的半导体芯片的缺陷检测装置。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
半导体芯片的缺陷检测装置具有如下构成：
传输装置，半导体芯片在所述传输装置上运输；
红外摄像头和/或普通光学镜头，该红外摄像头和/或普通光学镜头设置于所述传输装置的上方；
红外光源，该红外光源设置于所述红外摄像头上，且正对所述传输装置上的半导体芯片；
图像分析装置，与所述红外摄像头相连接；
报警装置，所述报警装置与所述图像分析装置相连接；
当所述半导体芯片在所述传输装置上传输时，所述红外摄像头获取所述半导体芯片的图像并传输至所述图像分析装置，当所述图像分析装置判断出所述半导体芯片外观存在缺陷时，所述报警装置进行报警。
进一步地，所述报警装置为一显示器。
进一步地，还包括可见光LED光源，所述可见光LED光源设置于所述红外摄像头和普通光学镜头上，且正对所述传输装置上的半导体芯片。
进一步地，所述红外光源采用背向照明，所述可见光LED光源采用前向照明；且所述红外光源采用多个热辐射红外光源发光体，所述可见光LED光源采用多个不同颜色的照射强度高的LED发光体。
进一步地，所述图像分析装置包括：
图像识别单元，该图像识别单元的输入端与所述红外摄像头相连接；
缺陷定位单元，该缺陷定位单元的输入端与所述图像识别单元的输出端相连接；
缺陷判别单元，该缺陷判别单元的输入端与所述缺陷定位单元的输出端相连接，该缺陷判别单元的输出端与所述报警装置的输入端相连接。
进一步地，所述缺陷定位单元包括：
管脚位置检测子单元，该管脚位置检测子单元的输入端与所述图像识别单元的输出端相连接；
芯片表面位置检测子单元，该芯片表面位置检测子单元的输入端与所述图像识别单元的输出端相连接；
缺陷定位子单元，该缺陷定位子单元的输入端分别与所述管脚位置检测子单元的输出端以及所述芯片表面位置检测子单元的输出端相连接，该缺陷定位子单元的输出端与所述缺陷判别单元的输入端相连接。
进一步地，所述传输装置包括传送模块、分流模块以及控制模块，所述传送模块与所述分流模块相连接，所述传送模块、所述分流模块与所述控制模块相连接，所述控制模块与所述图像分析装置相连接。
进一步地，所述红外摄像头与所述图像分析装置相远程连接。
本发明同时提供了一种半导体芯片的缺陷检测方法，其包括以下步骤：
将红外光照射到传输装置待检测的工件上，所述工件为半导体芯片；
用红外摄像头采集工件的红外图像，或者采用红外摄像头和普通光学镜头同时采集工件的红外图像和普通光学图像作为待检测图像；
将获取的待检测图像传输至图像分析装置分析判断所述工件是否存在缺陷，当所述图像分析装置判断出所述工件外观存在缺陷时，所述报警装置进行报警。
进一步地，根据所述待测图像判断所述工件是否存在缺陷，包括：
首先通过缺陷定位单元大致确定缺陷的位置，然后通过缺陷判别单元通过与标准模板进行比较，以确定此处是否存在缺陷。
进一步地，采用所述的红外摄像头和普通光学镜头同时采集工件的红外图像和普通光学图像时，需要开启可见光LED光源；
将通过红外摄像头获取的红外图像与普通光学镜头拍摄的可见光图像进行融合，对融合后的图像进行检测。
采用了该发明中的半导体芯片的缺陷检测装置，与现有技术相比，具有以下的有益的技术效果：
本发明可以对半导体芯片外观缺陷进行自动检测，安全、准确，且检测效率高，同时通过计算机自动识别系统可以检测人眼难以检测的微小的缺陷，效率高。
附图说明
图1为本发明的半导体芯片的缺陷检测装置的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图1所示，图1为本发明的半导体芯片的缺陷检测装置的示意图。该半导体芯片的缺陷检测装置包括：
传输装置，半导体芯片在所述传输装置上运输；
红外摄像头和/或普通光学镜头，该红外摄像头和/或普通光学镜头设置于所述传输装置的上方；红外镜头可以在光线不足的空间中采集到对比度高的元器件红外图像，快速判断芯片的缺陷情况。
红外光源，该红外光源设置于所述红外摄像头上，且正对所述传输装置上的半导体芯片；红外光源用于增强元器件不同位置的温度差及辐射差，突出图像目标特征。
图像分析装置，与所述红外摄像头相连接；
报警装置，所述报警装置与所述图像分析装置相连接；
当所述半导体芯片在所述传输装置上传输时，所述红外摄像头获取所述半导体芯片的图像并传输至所述图像分析装置，当所述图像分析装置判断出所述半导体芯片外观存在缺陷时，所述报警装置进行报警。
本发明可以对半导体芯片外观缺陷进行自动检测，安全、准确，且检测效率高，同时通过计算机自动识别系统可以检测人眼难以检测的微小的缺陷，效率高。
在其中一个实施例中，所述报警装置为一显示器。例如，当在某一张红外摄像头获取的图片中存在两个芯片存在缺陷时，譬如当一张图片中存在9个芯片时，图像分析装置判断出该9个芯片中的第3个和第4个芯片存在缺陷时，显示器上的这两个芯片的对应位置处或者会高亮、或者会被标红（也可以是其他的颜色）、或者处于闪烁状态以给出提示。
在其中一个实施例中，还包括可见光LED光源，所述可见光LED光源设置于所述红外摄像头和普通光学镜头上，且正对所述传输装置上的半导体芯片。这样可以防止摄像头的影子出现在芯片上，从而造成图像分析装置分析错误。可见光LED 光源同时用于配合普通光学镜头拍照时的补光。可见光LED光源可以选择使用白色或其他照射强度较高的光源（比如红色、蓝色等）。其中红外光源在该装置正式进行检测工作前需先进行预热，使得检测环境保持在一定温度中。
在其中一个实施例中，还包括普通光学镜头，普通光学镜头用于配合可见光LED光源同步工作，一次闪光获取一个图像。本装置可以单独通过红外镜头拍摄目标元器件的红外图像进行检测，也可以通过红外镜头的红外图像与普通光学镜头拍摄的可见光图像进行融合，对融合后的图像进行检测。
在其中一个实施例中，所述红外光源采用背向照明，所述可见光LED光源采用前向照明；且所述红外光源采用多个热辐射红外光源发光体，所述可见光LED光源采用多个不同颜色的照射强度高的LED发光体。
在其中一个实施例中，所述图像分析装置包括：
图像识别单元，该图像识别单元的输入端与所述红外摄像头相连接；
缺陷定位单元，该缺陷定位单元的输入端与所述图像识别单元的输出端相连接；
缺陷判别单元，该缺陷判别单元的输入端与所述缺陷定位单元的输出端相连接，该缺陷判别单元的输出端与所述报警装置的输入端相连接。
在该实施例中，首先通过缺陷定位单元大致确定缺陷的位置，然后通过缺陷判别单元判别处是否存在缺陷，例如，缺陷定位单元可以先大致确定管脚处可能存在缺陷，再通过缺陷判别单元通过与标准模板进行比较，以确定缺陷是否在可容忍的范围内。
在其中一个实施例中，所述缺陷定位单元包括：管脚位置检测子单元，该管脚位置检测子单元的输入端与所述图像识别单元的输出端相连接；芯片表面位置检测子单元，该芯片表面位置检测子单元的输入端与所述图像识别单元的输出端相连接；缺陷定位子单元，该缺陷定位子单元的输入端分别与所述管脚位置检测子单元的输出端以及所述芯片表面位置检测子单元的输出端相连接，该缺陷定位子单元的输出端与所述缺陷判别单元的输入端相连接。
在其中一个实施例中，所述传输装置为具有分流作用的传送装置，包括用于半导体芯片传送的传送模块、用于半导体芯片传送分流的分流模块以及控制模块，所述传送模块与所述分流模块相连接，所述传送模块、所述分流模块与所述控制模块相连接，所述控制模块与所述图像分析装置相连接。
在其中一个实施例中，所述红外摄像头与所述图像分析装置相远程连接。
一种半导体芯片的缺陷检测方法，其包括以下步骤：
将红外光照射到传输装置待检测的工件上，所述工件为半导体芯片；
用红外摄像头采集工件的红外图像，或者采用红外摄像头和普通光学镜头同时采集工件的红外图像和普通光学图像作为待检测图像；
将获取的待检测图像传输至图像分析装置分析判断所述工件是否存在缺陷，当所述图像分析装置判断出所述工件外观存在缺陷时，所述报警装置进行报警。
在其中一个实施例中，根据所述待测图像判断所述工件是否存在缺陷，包括：
首先通过缺陷定位单元大致确定缺陷的位置，然后通过缺陷判别单元通过与标准模板进行比较，以确定此处是否存在缺陷。
在其中一个实施例中，采用所述的红外摄像头和普通光学镜头同时采集工件的红外图像和普通光学图像时，需要开启可见光LED光源；
将通过红外摄像头获取的红外图像与普通光学镜头拍摄的可见光图像进行融合，对融合后的图像进行检测。
本发明的半导体芯片的缺陷检测装置的技术方案中，其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件电路的改进，硬件部分并非仅仅属于执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本发明仅仅利用这些模块和单元所涉及的硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。
上述实施例为本专利较佳的实施例，并非用来限制本发明的实施范围，本领域的技术人员在未脱离本发明原理的前提下，所作的改进、变化、组合、替代等，均属于本发明权利要求所要求保护的范围之内。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (10)
1.一种半导体芯片的缺陷检测装置，其特征在于，所述装置包括：
传输装置，半导体芯片在所述传输装置上运输；
红外摄像头和/或普通光学镜头，该红外摄像头和/或普通光学镜头设置于所述传输装置的上方；
红外光源，该红外光源设置于所述红外摄像头上，且正对所述传输装置上的半导体芯片；
图像分析装置，与所述红外摄像头相连接；
报警装置，所述报警装置与所述图像分析装置相连接；
所述半导体芯片在所述传输装置上传输，所述红外摄像头获取所述半导体芯片的图像并传输至所述图像分析装置，当所述图像分析装置判断出所述半导体芯片外观存在缺陷时，所述报警装置进行报警。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片的缺陷检测装置，其特征在于，所述报警装置为一显示器。
3.根据权利要求1所述的半导体芯片的缺陷检测装置，其特征在于，还包括可见光LED光源，所述可见光LED光源设置于所述红外摄像头和普通光学镜头上，且正对所述传输装置上的半导体芯片。
4.根据权利要求3所述的半导体芯片的缺陷检测装置，其特征在于，所述红外光源采用背向照明，所述可见光LED光源采用前向照明；且所述红外光源采用多个热辐射红外光源发光体，所述可见光LED光源采用多个不同颜色的照射强度高的LED发光体。
5.根据权利要求1所述的半导体芯片的缺陷检测装置，其特征在于，所述图像分析装置包括：
图像识别单元，该图像识别单元的输入端与所述红外摄像头相连接；
缺陷定位单元，该缺陷定位单元的输入端与所述图像识别单元的输出端相连接；
缺陷判别单元，该缺陷判别单元的输入端与所述缺陷定位单元的输出端相连接，该缺陷判别单元的输出端与所述报警装置的输入端相连接。
6.根据权利要求5所述的半导体芯片的缺陷检测装置，其特征在于，所述缺陷定位单元包括：
管脚位置检测子单元，该管脚位置检测子单元的输入端与所述图像识别单元的输出端相连接；
芯片表面位置检测子单元，该芯片表面位置检测子单元的输入端与所述图像识别单元的输出端相连接；
缺陷定位子单元，该缺陷定位子单元的输入端分别与所述管脚位置检测子单元的输出端以及所述芯片表面位置检测子单元的输出端相连接，该缺陷定位子单元的输出端与所述缺陷判别单元的输入端相连接。
7.根据权利要求1所述的半导体芯片的缺陷检测装置，其特征在于，所述传输装置包括传送模块、分流模块以及控制模块，所述传送模块与所述分流模块相连接，所述传送模块、所述分流模块与所述控制模块相连接，所述控制模块与所述图像分析装置相连接。
8.根据权利要求1所述的半导体芯片的缺陷检测装置，其特征在于，所述红外摄像头与所述图像分析装置相远程连接。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的半导体芯片的缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：将红外光照射到传输装置待检测的工件上，所述工件为半导体芯片；
用红外摄像头采集工件的红外图像，或者采用红外摄像头和普通光学镜头同时采集工件的红外图像和普通光学图像作为待检测图像；
将获取的待检测图像传输至图像分析装置分析判断所述工件是否存在缺陷，当所述图像分析装置判断出所述工件外观存在缺陷时，所述报警装置报警。
10.根据权利要求9所述的半导体芯片的缺陷检测装置的检测方法，其特征在于：根据所述待测图像判断所述工件是否存在缺陷，包括：首先通过缺陷定位单元大致确定缺陷的位置，然后通过缺陷判别单元通过与标准模板进行比较，以确定此处是否存在缺陷；
采用所述的红外摄像头和普通光学镜头同时采集工件的红外图像和普通光学图像时，需要开启可见光LED光源；将通过红外摄像头获取的红外图像与普通光学镜头拍摄的可见光图像进行融合，对融合后的图像进行检测。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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