CN112884698A - 感测器封装结构的缺陷检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种感测器封装结构的缺陷检测方法，其包括：以一影像撷取设备在一高度方向上分别对一感测器封装结构的至少三个待测区进行对焦与拍摄，并取得每个所述待测区的一缺陷影像，并且多个所述缺陷影像沿着所述高度方向排成一列并且具有不同的灰阶值；将在多个所述缺陷影像中具有最大灰阶值的所述缺陷影像判定为一参考缺陷影像，而其余的任一个所述缺陷影像则定义为一待确认缺陷影像；通过将所述最大灰阶值乘上一预设灰阶值比例以得到一预测灰阶值，并确认所述待确认缺陷影像的所述灰阶值与所述预测灰阶值之间的一差值是否落在一误差范围之内，据以区分位在多个所述待测区上且沿着所述高度方向排列的多个缺陷各是属于假缺陷或是真实缺陷。

Description

感测器封装结构的缺陷检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测方法，尤其涉及一种感测器封装结构的缺陷检测方法。
背景技术
现有感测器封装结构的检测方法是通过对一感测器封装结构拍照，而后由对应所述感测器封装结构的照片来确认是否存在缺陷(如：微尘)。然而，由于所述感测器封装结构在高度方向上包含有多个表面，并且任一个表面上的缺陷可能会成像在其它表面(也就是形成假缺陷)，进而会导致现有感测器封装结构的检测方法产生误判。
于是，本发明人认为上述缺陷可改善，乃特潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。
发明内容
本发明实施例在于提供一种感测器封装结构的缺陷检测方法，其能有效地改善现有感测器封装结构的检测方法。
本发明实施例公开一种感测器封装结构的缺陷检测方法，其包括：提供一感测器封装结构；其中，感测器封装结构包含在一高度方向上分别位于不同高度位置的多个待测区，并且多个待测区的数量不小于三个；实施一取像步骤：以一影像撷取设备分别对多个待测区进行对焦与拍摄，并取得每个待测区的一影像信息，而任两个影像信息之间存在有一灰阶值比例；其中，在每个待测区的影像信息中选取一缺陷影像，并且多个缺陷影像沿着高度方向排成一列并且具有不同的灰阶值；实施一第一判断步骤：将在多个缺陷影像中具有最大灰阶值的缺陷影像判定为一参考缺陷影像、且其所在的影像信息定义为一参考影像信息，而其余的任一个缺陷影像及其所在的影像信息则定义为一待确认缺陷影像与一待确认影像信息；以及实施一第二判断步骤：比较参考影像信息与任一个待确认影像信息，其通过将最大灰阶值乘上相对应的灰阶值比例以得到一预测灰阶值，并确认待确认缺陷影像的灰阶值与预测灰阶值之间的一差值是否落在一误差范围之内；其中，当差值落在误差范围内时，则待确认缺陷影像判定为一假缺陷(phantom defect)影像；当差值不落在误差范围内时，则待确认缺陷影像则判定为一真实缺陷影像。
优选地，在比较参考影像信息与任一个待确认影像信息的过程中，差值为一绝对值，误差范围为预测灰阶值的M％，并且M介于20～30。
优选地，感测器封装结构包含有一基板、位于基板底面的多个焊球、位于基板顶面的一感测芯片、及位置对应于感测芯片的一透明板；多个待测区包含有感测芯片的一影像感测区、邻近影像感测区的透明板的一内表面、及远离影像感测区的透明板的一外表面。
优选地，当参考影像信息源自透明板的外表面时，透明板的外表面相对于透明板的内表面之间的灰阶值比例介于41.32％～81.77％，并且透明板的外表面相对于影像感测区之间的灰阶值比例介于33.33％～62.22％。
优选地，当参考影像信息源自透明板的内表面时，透明板的内表面相对于透明板的外表面之间的灰阶值比例介于51.98％～87.73％，并且透明板的内表面相对于影像感测区之间的灰阶值比例介于79.13％～98.02％。
优选地，当参考影像信息源自影像感测区时，影像感测区相对于透明板的内表面之间的灰阶值比例介于90.47％～99％，并且影像感测区相对于透明板的外表面之间的灰阶值比例介于56.97％～93.54％。
优选地，影像感测区与透明板的内表面之间形成100微米(μm)～150微米的间隙且其介质为空气，并且透明板的内表面与外表面之间则是间隔300微米～500微米。
优选地，多个待测区为相互平行的多个平面，并且多个待测区垂直于高度方向。
优选地，影像撷取设备包含有多个取像模块；于取像步骤中，感测器封装结构或取像模块被移动，以使感测器封装结构的位置依序地对应于多个取像模块，并且多个取像模块分别对多个待测区进行对焦与拍摄，以取得多个影像信息。
优选地，每个取像模块包含有一多层式环形光源及位于多层式环形光源的中轴线的一摄像镜头；于取像步骤中，当感测器封装结构被移动对应于任一个取像模块时，多个待测区位于多层式环形光源的中轴线，并且多层式环形光源朝向感测器封装结构发出光线，而摄像镜头向其所对焦的待测区进行拍摄。
综上所述，本发明实施例所公开的感测器封装结构的缺陷检测方法，其通过所述影像撷取设备分别对所述感测器封装结构的多个所述待测区进行对焦与拍摄，进而利用分别对应多个所述待测区的多个影像信息的灰阶值比例，来区分位在多个所述待测区上且沿着所述高度方向排列的多个缺陷各是属于假缺陷或是真实缺陷。
为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。
附图说明
图1为本发明实施例的检测设备的功能方块示意图。
图2为本发明实施例的撷取器及其所对应的感测器封装结构的分解示意图。
图3为本发明实施例的感测器封装结构吸附于撷取器内且对应影像撷取设备的分解示意图。
图4为本发明实施例感测器封装结构的缺陷检测方法的流程示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图4所示，其为本发明的实施例。本实施例公开一种感测器封装结构的缺陷检测方法，用以检测一感测器封装结构2。为便于说明本实施例的感测器封装结构的缺陷检测方法，以下先说明一检测设备1，并且所述感测器封装结构的缺陷检测方法于本实施例中是通过所述检测设备1而被实施，但本发明不受限于此。
如图1至图3所示，所述检测设备1包含一承载台11、一搬运装置12、一影像撷取设备13、一处理器14、及一控制装置15。其中，所述承载台11用来提供多个感测器封装结构2设置于其上，所述搬运装置12能自所述承载台11上将多个所述感测器封装结构2的至少其中之一撷取至对应所述影像撷取设备13的位置处，以供所述影像撷取设备13进行多个所述感测器封装结构2的检测。所述处理器14电性连接于所述影像撷取设备13，用以接收所述影像撷取设备13所取得的影像信息。所述控制装置15电性连接于所述搬运装置12、所述影像撷取设备13、及所述处理器14，用来驱使上述搬运装置12、影像撷取设备13、及处理器14运作。需说明的是，本实施例的检测设备1仅说明其部分构件，并且所述检测设备1的具体构造可依据设计者需求而加以调整变化，并不受限于本实施例所载。
本实施例中的感测器封装结构2包含有一基板21、位于所述基板21底面211的多个焊球22、位于基板21顶面212的一感测芯片23、及位置对应于所述感测芯片23的一透明板24。其中，所述感测器封装结构2包含位于不同高度的多个待测区20，并且多个所述待测区20于本实施例中为相互平行且垂直于一高度方向H的多个平面。
更详细地说，多个所述待测区20于本实施例中包含有所述感测芯片23上的一影像感测区231、邻近所述影像感测区231的所述透明板24的一内表面241、及远离所述影像感测区231的所述透明板24的一外表面242，但本发明的感测器封装结构2及其待测区20不以此为限。再者，所述影像感测区231与所述透明板24的所述内表面241之间形成100微米(μm)～150微米的间隙G且其介质为空气，并且所述透明板241的所述内表面241与所述外表面242之间则是间隔300微米～500微米。
所述搬运装置12包含有一移动件121及安装于所述移动件121的至少一撷取器122。其中，所述移动件121用来移动所述撷取器122，以使所述撷取器122能在所述承载台11与所述影像撷取设备13之间移动。而本实施例中的移动件121例如是一滑轨机构或是一机械手臂，本发明在此不加以限制。
再者，本实施例的撷取器122是以能够吸附所述感测器封装结构2的构造来说明，但所述撷取器122的构造不受限于此。举例来说，在本发明未绘示的其他实施例中，所述撷取器122可以是能够夹持所述感测器封装结构2的构造，并且所述撷取器122能于至少180度的范围翻转，而使所述感测器封装结构2面向不同的方向(如：面向所述影像撷取设备13)。
进一步地说，于本实施例中，所述撷取器122例如是一真空吸嘴，所述撷取器122的内缘形成有一焊球收容空间1221。其中，所述焊球收容空间1221连通于所述撷取器122的一气流通道1222，并且焊球收容空间1221的深度较佳是大于感测器封装结构2的焊球22的高度。换句话说，当所述撷取器122吸附所述感测器封装结构2时，所述感测器封装结构2的多个焊球22位于撷取件122的焊球收容空间1221内，而所述撷取器122的一端面1223抵接于所述感测器封装结构的所述基板21底面211。
需额外说明的是，所述搬运装置12可包含有能够翻转所述感测器封装结构2的一翻转机构(图中未示出)，用以使所述感测器封装结构2的所述基板21底面211朝上。也就是说，当所述感测器封装结构2的所述基板21底面211并非是朝上时，为让所述撷取器122能吸附所述基板21底面211、将所述感测器封装结构2(能通过翻转机构)于至少180度的范围翻转，以面向不同的方向(如：面向影像撷取设备13)。
所述影像撷取设备13包含有多个取像模块131，并且多个所述取像模块131的数量较佳是等同于所述感测器封装结构2的待测区20数量，但本发明不受限于此。其中，多个所述取像模块131是用来分别对所述感测器封装结构2的多个所述待测区20进行对焦与拍摄，借以清楚地取得每个所述待测区20的一影像信息。而所述处理器14则用以接收并比较多个所述取像模块131所能取得的影像信息。
进一步地说，每个所述取像模块131包含有一多层式环形光源1311及位于所述多层式环形光源1311的中轴线C上的一摄像镜头1312。其中，所述多层式环形光源1311用来朝向所述感测器封装结构2发出光线，而所述摄像镜头1312则是用来向其所对焦的所述待测区20进行拍摄。
所述控制装置15通过电性连接于所述撷取器122与影像撷取设备13，借以能驱使所述撷取器122吸附感测器封装结构2、并能驱使所述撷取器122与所述影像撷取设备13进行相对移动，以使的多个所述取像模块131能够分别对多个所述待测区进行对焦与拍摄。
以上为本实施例的检测设备1说明，下述接着介绍本实施例的感测器封装结构的缺陷检测方法，并且所述感测器封装结构的缺陷检测方法于下述说明中是通过所述检测设备1来实施，但本发明不受限于此(如：所述感测器封装结构的缺陷检测方法也可以通过其他检测设备来实施)。据此，下述在介绍本实施例的感测器封装结构的缺陷检测方法时，不再赘述所述检测设备1的构造。
如图1至图4所示，所述感测器封装结构的缺陷检测方法包含有一取像步骤、第一判断步骤、及一第二判断步骤。其中，所述取像步骤于本实施例中是通过所述搬运装置12与所述控制装置14来实现，而所述第一判断步骤及所述第二判断步骤则是通过所述影像撷取设备13与所述处理器14来实现。以下将分别说明上述各个步骤，但本发明不以此为限。
所述取像步骤：以所述影像撷取设备13分别对多个所述待测区20进行对焦与拍摄，并取得每个所述待测区20的一影像信息，而任两个所述影像信息之间存在有一灰阶值比例(此于后述说明)。其中，在每个所述待测区20的所述影像信息中选取一缺陷影像，并且多个所述缺陷影像沿着所述高度方向H排成一列并且具有不同的灰阶值。
进一步地说，所述感测器封装结构2或所述取像模块131被移动(如：所述感测器封装结构2或所述取像模块131能通过所述搬运装置12而相对地移动)，以使所述感测器封装结构2的位置依序地对应于多个所述取像模块131，并且多个所述取像模块131分别对多个所述待测区20进行对焦与拍摄(如：取像模块131a对影像感测区231进行对焦与拍摄、取像模块131b对透明板24的内表面241进行对焦与拍摄、取像模块131c对透明板24的外表面242进行对焦与拍摄)，以取得多个所述影像信息。其中，当所述感测器封装结构2被移动对应于任一个所述取像模块131时，多个所述待测区20位于所述多层式环形光源1311的所述中轴线C上，并且所述多层式环形光源1311朝向所述感测器封装结构2发出光线，而所述摄像镜头1312向其所对焦的所述待测区20进行拍摄。
所述第一判断步骤：将在多个所述缺陷影像中具有最大灰阶值的缺陷影像判定为一参考缺陷影像(相当于一真实缺陷影像)、且其所在的影像信息定义为一参考影像信息，而其余的任一缺陷影像及其所在的所述影像信息则定义为一待确认缺陷影像与一待确认影像信息。
进一步地说，透明板24的外表面242上若存在有一缺陷(换言之，外表面242上可拍摄到一缺陷影像)，则此缺陷在光线照射下，会沿着垂直方向，在影像感测区231以及透明板24的内表面241上分别形成影像。然而，沿着同一垂直轴，外表面242上的缺陷影像、影像感测区231上的缺陷影像、内表面241上的缺陷影像都会具有不同的灰阶值。外表面242上的缺陷影像的灰阶值与影像感测区231上的缺陷影像的灰阶值之间存在有一个灰阶值比例值，外表面242上的缺陷影像的灰阶值与内表面241上的缺陷影像的灰阶值之间也存在有另一个灰阶值比例值。假定外表面242上拍摄到的缺陷影像的灰阶值大于影像感测区231上以及内表面241上的缺陷影像的灰阶值，外表面242上拍摄到的缺陷影像即被认定是参考缺陷影像，其所在的所述影像信息定义为一参考影像信息。影像感测区231上以及内表面241上的缺陷影像则被认定是待确认影像信息。具体而言，参考影像信息源自透明板24的外表面242时，透明板24的外表面242相对于透明板24的内表面241之间的灰阶值比例介于41.32％～81.77％，并且透明板24的外表面242相对于影像感测区231之间的灰阶值比例介于33.33％～62.22％。
类似地，当参考影像信息源自透明板24的内表面241时，透明板24的内表面241相对于透明板24的外表面242之间的灰阶值比例介于51.98％～87.73％，并且透明板24的内表面241相对于影像感测区231之间的灰阶值比例介于79.13％～98.02％。
再次模拟上述，当参考影像信息源自影像感测区231时，影像感测区231相对于透明板24的内表面241之间的灰阶值比例介于90.47％～99％，并且影像感测区231相对于透明板24的外表面242之间的灰阶值比例介于56.97％～93.54％。
所述第二判断步骤：比较参考影像信息与任一个所述待确认影像信息，其通过将所述最大灰阶值乘上相对应的灰阶值比例以得到一预测灰阶值，并确认所述待确认缺陷影像的灰阶值与预测灰阶值之间的一差值是否落在一误差范围之内。
其中，当差值落在所述误差范围内时，则待确认缺陷影像判定为一假缺陷(phantom defect)影像；当差值不落在误差范围内时，则待确认缺陷影像则判定为一真实缺陷影像。进一步地说，在比较参考影像信息与任一个待确认影像信息的过程中，所述差值为一绝对值，所述误差范围为预测灰阶值的M％，并且M介于20～30。
以上为感测器封装结构的缺陷检测方法的说明，但为便于理解本实施例所述感测器封装结构的缺陷检测方法，以下进一步以举例说明其实际的实施方式，但本发明不以此为限。
举例来说：假设以感测器封装结构的缺陷检测方法来检测特定尺寸规格的感测器封装结构2，并且感测器封装结构2的透明板24外表面242相对于内表面241之间的灰阶值比例预设为66％，参考影像信息源自透明板24的内表面241，并且参考缺陷影像的最大灰阶值为137，而透明板24的外表面242对应有一待确认影像信息且其待确认缺陷影像的灰阶值为93，而M预设为25。
依据上述假设的条件，所述预测灰阶值的计算为：137×66％＝90，所述差值的计算为：93-90＝3，所述误差范围的计算为：90×25％＝22.5；据此，所述差值落在所述误差范围内(3<22.5)，所以所述待确认缺陷影像判定为一假缺陷影像；也就是说，所述待确认缺陷影像应为所述参考缺陷影像所造成的散景现象。
[本发明实施例的技术效果]
综上所述，本发明实施例所公开的感测器封装结构的缺陷检测方法，其通过所述影像撷取设备分别对所述感测器封装结构的多个所述待测区进行对焦与拍摄，进而利用分别对应多个所述待测区的多个影像信息的灰阶值比例，来区分位在多个所述待测区上且沿着所述垂直方向排列的多个缺陷各是属于假缺陷或是真实缺陷。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的专利范围，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，所述感测器封装结构的缺陷检测方法包括：
提供一感测器封装结构；其中，所述感测器封装结构包含在一高度方向上分别位于不同高度位置的多个待测区，并且多个所述待测区的数量不小于三个；
实施一取像步骤：以一影像撷取设备分别对多个所述待测区进行对焦与拍摄，并取得每个所述待测区的一影像信息，而任两个所述影像信息之间存在有一灰阶值比例；其中，在每个所述待测区的所述影像信息中选取一缺陷影像，并且多个所述缺陷影像沿着所述高度方向排成一列并且具有不同的灰阶值；
实施一第一判断步骤：将在多个所述缺陷影像中具有最大灰阶值的所述缺陷影像判定为一参考缺陷影像、且其所在的所述影像信息定义为一参考影像信息，而其余的任一个所述缺陷影像及其所在的所述影像信息则定义为一待确认缺陷影像与一待确认影像信息；以及
实施一第二判断步骤：比较所述参考影像信息与任一个所述待确认影像信息，其通过将所述最大灰阶值乘上相对应的所述灰阶值比例以得到一预测灰阶值，并确认所述待确认缺陷影像的所述灰阶值与所述预测灰阶值之间的一差值是否落在一误差范围之内；其中，当所述差值落在所述误差范围内时，则所述待确认缺陷影像判定为一假缺陷影像；当所述差值不落在所述误差范围内时，则所述待确认缺陷影像则判定为一真实缺陷影像。
2.依据权利要求1所述的感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，在比较所述参考影像信息与任一个所述待确认影像信息的过程中，所述差值为一绝对值，所述误差范围为所述预测灰阶值的M％，并且M介于20～30。
3.依据权利要求2所述的感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，所述感测器封装结构包含有一基板、位于所述基板底面的多个焊球、位于所述基板顶面的一感测芯片、及位置对应于所述感测芯片的一透明板；多个所述待测区包含有所述感测芯片的一影像感测区、邻近所述影像感测区的所述透明板的一内表面、及远离所述影像感测区的所述透明板的一外表面。
4.依据权利要求3所述的感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，当所述参考影像信息源自所述透明板的所述外表面时，所述透明板的所述外表面相对于所述透明板的所述内表面之间的所述灰阶值比例介于41.32％～81.77％，并且所述透明板的所述外表面相对于所述影像感测区之间的所述灰阶值比例介于33.33％～62.22％。
5.依据权利要求3所述的感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，当所述参考影像信息源自所述透明板的所述内表面时，所述透明板的所述内表面相对于所述透明板的所述外表面之间的所述灰阶值比例介于51.98％～87.73％，并且所述透明板的所述内表面相对于所述影像感测区之间的所述灰阶值比例介于79.13％～98.02％。
6.依据权利要求3所述的感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，当所述参考影像信息源自所述影像感测区时，所述影像感测区相对于所述透明板的所述内表面之间的所述灰阶值比例介于90.47％～99％，并且所述影像感测区相对于所述透明板的所述外表面之间的所述灰阶值比例介于56.97％～93.54％。
7.依据权利要求3所述的感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，所述影像感测区与所述透明板的所述内表面之间形成100微米～150微米的间隙且其介质为空气，并且所述透明板的所述内表面与所述外表面之间则是间隔300微米～500微米。
8.依据权利要求1所述的感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，多个所述待测区为相互平行的多个平面，并且多个所述待测区垂直于所述高度方向。
9.依据权利要求1所述的感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，所述影像撷取设备包含有多个取像模块；于所述取像步骤中，所述感测器封装结构或所述取像模块被移动，以使所述感测器封装结构的位置依序地对应于多个所述取像模块，并且多个所述取像模块分别对多个所述待测区进行对焦与拍摄，以取得多个所述影像信息。
10.依据权利要求9所述的感测器封装结构的缺陷检测方法，其特征在于，每个所述取像模块包含有一多层式环形光源及位于所述多层式环形光源的中轴线的一摄像镜头；于所述取像步骤中，当所述感测器封装结构被移动对应于任一个所述取像模块时，多个所述待测区位于所述多层式环形光源的所述中轴线，并且所述多层式环形光源朝向所述感测器封装结构发出光线，而所述摄像镜头向其所对焦的所述待测区进行拍摄。
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