CN113218945A - 一种芯片表面检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于芯片检测技术领域，公开了一种芯片表面检测装置，该芯片表面检测装置包括反光板、一对拍摄组件及两个光源，反光板平行且正对芯片，一对拍摄组件相对设置并分别位于芯片的两侧，一对拍摄组件均包括相机，一对相机的光轴与反光板之间均设置有第一夹角，以采集芯片的相对的两个侧面和底面的图像，两个光源分别与一对拍摄组件同侧设置，并能够朝向反光板和芯片表面发射光束，光源射向反光板的光束能够反射至芯片的侧面，进而反射至与该光源同侧设置的拍摄组件，射向芯片表面的光束能够反射至位于芯片同一侧或另一侧的拍摄组件，即位于芯片一个侧面的侧上方的拍摄组件能够拍摄该侧面和底面的图像，提高了检测效率，降低了制造成本。

Description

一种芯片表面检测装置
技术领域
本发明涉及芯片检测技术领域，尤其涉及一种芯片表面检测装置。
背景技术
在半导体芯片的制造过程中可能产生诸如滴落物、脏物、划痕或灰尘等缺陷，上述缺陷影响了芯片的良品率，尤其是类似于QFN(方形扁平无引脚封装)和QFP(四侧引脚扁平封装)等小型芯片封装中，芯片侧面较小，侧面引脚间隙更小，但侧边引脚对于芯片整体的性能有着显著的影响，引脚的缺陷可导致整个芯片不能正常工作，精准地检测芯片有利于提升芯片的良品率，因此，在芯片制造过程中一般会对芯片的表面进行外观检测。
若采用人工的方式对芯片的表面进行外观检测，即人工借助电子显微镜对芯片的表面进行检测，容易出现漏检或错检的问题，检测效率较低，为此，现有技术中一般采用机器视觉检测技术进行表面缺陷检测，目前的检测方案一般为采用相机垂直拍摄芯片的侧面，通过获取的芯片侧面的外观图像进行缺陷检测，但无法对芯片的底面进行检测，浪费了相机的视野，导致检测效率低下，并且还需要额外的底面检测结构，导致检测装置的制造成本高。
因此，上述问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芯片表面检测装置，该芯片表面检测装置既能够获取芯片侧面的外观图像，又能够获取芯片底面的外观图像，提高了检测效率，降低了制造成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种芯片表面检测装置，包括：
反光板，平行且正对所述芯片；
一对拍摄组件，一对所述拍摄组件相对设置并分别位于所述芯片的两侧，一对所述拍摄组件均包括相机，一对所述相机的光轴与所述反光板之间均设置有第一夹角，以采集所述芯片的相对的两个侧面和底面的图像；及
两个光源，两个所述光源分别与一对所述拍摄组件同侧设置，并能够朝向所述反光板和所述芯片的表面发射光束，位于所述芯片一侧的所述光源射向所述反光板的光束能够反射至所述芯片的侧面，进而反射至与该光源同侧设置的所述拍摄组件，其射向所述芯片侧面和底面的的光束能够分别反射至与该光源(300)同侧设置的所述拍摄组件(200)和位于所述芯片另一侧的所述拍摄组件。
作为优选，所述拍摄组件还包括镜头，所述镜头的光轴与所述相机的光轴之间设置有第二夹角，以使所述芯片的表面、所述镜头的平面和所述相机的成像平面满足沙姆定律。
作为优选，所述反光板(100)的一侧平行且正对多个呈矩阵排列的所述芯片。
作为优选，所述芯片表面检测装置还包括安装座，所述相机连接于所述安装座，并能够沿其光轴朝向所述芯片移动，所述镜头可转动地连接于所述相机，以调节所述第二夹角。
作为优选，所述安装座上设置有第一条形孔，所述第一条形孔沿所述相机的移动方向延伸，所述相机上螺接有第一螺栓，所述第一螺栓能够在所述第一条形孔内移动。
作为优选，所述芯片表面检测装置还包括另一对所述拍摄组件及另外两个所述光源，另一对所述拍摄组件相对设置并分别位于所述芯片的另外两侧，另外两个所述光源分别与另一对所述拍摄组件同侧设置，并能够朝向所述反光板和所述芯片的表面发射光束。
作为优选，所述芯片表面检测装置还包括旋转机构，所述旋转机构被配置为将所述反光板沿顺时针或逆时针方向旋转90度，以采集所述芯片的另外两个侧面的影像。
作为优选，所述光源为条形光源。
作为优选，所述芯片表面检测装置还包括安装架，所述条形光源可转动地连接于所述安装架。
作为优选，所述安装架上设置有安装孔，所述条形光源通过穿设于所述安装孔内的转轴可转动地连接于所述安装架，所述安装架上还设置有第二条形孔，所述第二条形孔沿所述条形光源的转动方向延伸，所述条形光源上螺接有第二螺栓，所述第二螺栓能够在所述第二条形孔内移动。
本发明的有益效果：本发明中芯片承载于反光板上，一对拍摄组件分别位于反光板相对的两侧的侧上方，相适应地，一对光源也分别位于反光板相对的两侧的侧上方，一对拍摄组件及一对光源均朝向反光板设置，一个拍摄组件能够获取芯片上一个侧面和底面的图像，另一个拍摄组件能够获取芯片上相对的另一个侧面的图像，同时，也能够获取芯片的底面的图像，即在本发明中，位于芯片的一个侧面的侧上方的拍摄组件能够拍摄该侧面的图像和芯片的底面的图像，进而对芯片的侧面和底面进行检测，提高了检测效率，降低了制造成本。
附图说明
图1是本发明实施例一中芯片表面检测装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一中芯片表面检测装置的主视图；
图3是本发明实施例一中芯片表面检测装置的俯视图。
图中：
100、反光板；
200、拍摄组件；210、相机；220、镜头；
300、光源；
400、安装座；410、第一条形孔；
500、安装架；510、安装孔；520、第二条形孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
实施例一
本实施例提供一种芯片表面检测装置，请参阅图1至图3，该芯片表面检测装置包括反光板100、一对拍摄组件200及两个光源300，反光板100平行且正对芯片，一对拍摄组件200相对设置并分别位于芯片的两侧，一对拍摄组件200均包括相机210，一对相机210的光轴与反光板100之间均设置有第一夹角，以采集芯片的相对的两个侧面和底面的图像，两个光源300分别与一对拍摄组件200同侧设置，并能够朝向反光板100和芯片的表面发射光束，位于芯片一侧的光源300射向反光板100的光束能够反射至芯片的侧面，进而反射至与该光源300同侧设置的拍摄组件200，其射向侧面和底面的的光束能够分别反射至与该光源300同侧设置的拍摄组件200和位于芯片另一侧的拍摄组件200。
如图1和图2所示，在本实施例中，由于芯片承载于反光板100上，一对拍摄组件200分别位于反光板100相对的两侧的侧上方，相适应地，一对光源300也分别位于反光板100相对的两侧的侧上方，一对拍摄组件200及一对光源300均朝向反光板100设置，一个拍摄组件200能够获取芯片上一个侧面和底面的图像，另一个拍摄组件200能够获取芯片上相对的另一个侧面的图像，同时，也能够获取芯片的底面的图像，即在本实施例中，位于芯片的一个侧面的侧上方的拍摄组件200能够拍摄该侧面的图像和芯片的底面的图像，进而对芯片的侧面和底面进行检测，提高了检测效率，降低了制造成本。
具体地，一对光源300朝向芯片和反光板100发射光束，光源300射向芯片侧面的光束能够反射至与该光源300同侧设置的拍摄组件200的相机210，同时，由于光源300的光轴与反光板100之间具有第三夹角，因此一对光源300中的一个照射在反光板100上的光束能够被反光板100反射，反射后的光束能够照射在芯片的侧面上，被芯片的侧面反射的光束能够射向与光源300同侧设置的拍摄组件200的相机210，两者结合，因此相机210便能够获取芯片上与其相对的侧面的图像，一对光源300中的一个照射在芯片底面上的光束能够被芯片底面反射，反射后的光束能够射向与光源300相对的拍摄组件200的相机210，因此相机210便能够获取芯片底面的图像。相应地，一对相机210也能够获取芯片的另外两个侧面及另外一个底面的图像，实现对芯片整个表面的检测。
结合上述结构，为了便于同时检测芯片的四个侧面，在本实施例中，芯片表面检测装置还包括另一对拍摄组件200及另外两个光源300，另一对拍摄组件200相对设置并分别位于芯片的另外两侧，另外两个光源300分别与另一对拍摄组件200同侧设置，并能够朝向反光板100和芯片的表面发射光束。另一对拍摄组件200和另外两个光源300的工作原理与上述相同，在此不作赘述。本实施例中通过设置四个呈圆形阵列分布的相机210，实现芯片的四个侧面加上底面的同时检测，提高了检测效率，由于每个相机210均能够获取芯片的底面的图像，通过四幅图像能够还原出芯片底面的三维数据，提高缺陷检测精度。
请参阅图2和图3，拍摄组件200还包括镜头220，镜头220的光轴与相机210的光轴之间设置有第二夹角，以使芯片的表面、镜头220的平面和相机210的成像平面满足沙姆定律，根据沙姆定律，一定工作距离下适当的第二夹角可以使得相机210所采集的镜头220视野中的图像都是清晰的，即相机210能够采集到芯片的表面的清晰图像，提高了检测精度。
可以理解的是，现有技术为了能够获取一行或一列芯片的侧面的图像，通常设置有大靶面的相机，并设置有相适应的镜头，本实施例中相机210为常规靶面相机，进一步降低了制造成本。
由于目前的检测方案一般为采用相机垂直拍摄芯片的侧面，因此仅能获取一行或一列芯片的侧面的外观图像，检测效率低，本实施例中应用了沙姆定律，即，相机210采集的镜头220视野中的图像都是清晰的，反光板100的一侧平行且正对多个呈矩阵排列的芯片，多个芯片均位于镜头220的视野中，相机210采集的图像中多个芯片的表面图像均是清晰的，即本实施例能够一次性检测多个芯片，提高了检测效率。
结合上述结构，芯片表面检测装置还包括安装座400，相机210连接于安装座400，并能够沿其光轴朝向芯片移动，镜头220可转动地连接于相机210，以调节第二夹角。相机210能够沿其光轴移动，即相机210和镜头220能够调整其与反光板100之间的距离，以获得不同的芯片表面图像，当相机210和镜头220靠近反光板100时，相机210能够获取更大倍数的芯片表面图像，提高了检测精度，但减少了一次性所能检测的芯片的数量，当相机210和镜头220远离反光板100时，相机210虽只能获取较小倍数的芯片表面图像，但能够一次性获取更多数量的芯片的表面图像，提高了检测效率。相适应地，为了使相机210所采集的镜头220视野中的图像都是清晰的，需要根据镜头220与反光板100之间的距离调整第二夹角的大小。
如图1和图2所示，安装座400上设置有第一条形孔410，第一条形孔410沿相机210的移动方向延伸，相机210上螺接有第一螺栓，第一螺栓能够在第一条形孔410内移动。拧紧第一螺栓，相机210便能够固定在安装座400上，松开螺栓，相机210便能够移动，调整好镜头220与反光板100之间的距离后，拧紧螺栓，固定相机210。
进一步地，在本实施例中，光源300为条形光源，条形光源能够均匀照射反光板100和芯片底面，使得相机210所采集的图像更清晰，提高了检测效率。
当镜头220与相机210之间的第二夹角发生变化后，光源300发射的光束与反光板100和芯片底面之间的夹角也需要发生变化，为此，在本实施例中，芯片表面检测装置还包括安装架500，条形光源可转动地连接于安装架500。
如图1和图2所示，安装架500上设置有安装孔510，条形光源通过穿设于安装孔510内的转轴可转动地连接于安装架500，安装架500上还设置有第二条形孔520，第二条形孔520沿条形光源的转动方向延伸，条形光源上螺接有第二螺栓，第二螺栓能够在第二条形孔520内移动。拧紧螺栓，光源300便能够固定在安装架500上，松开螺栓后，光源300便能够绕转轴转动，调整好打光角度后，拧紧螺栓，固定光源300。
实施例二
在实施例一中，通过设置两对拍摄组件200和四个光源300以检测芯片的四个侧面，即实施例一通过增加拍摄组件200的数量来检测芯片的四个侧面，在其它可选的实施例中，也可通过调整反光板100上芯片的位置、反光板100的位置或一对拍摄组件200的位置来检测芯片的四个侧面，在本实施例中，芯片表面检测装置还包括旋转机构(图中未示出)，旋转机构被配置为将反光板100沿顺时针或逆时针方向旋转90度，以采集芯片的另外两个侧面的影像，即本实施例通过调整反光板100的位置来检测芯片的四个侧面。
可以理解的是，上述旋转机构包括驱动件，驱动件连接于反光板100，驱动件能够驱动反光板100旋转。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯片表面检测装置，其特征在于，包括：
反光板(100)，平行且正对所述芯片；
一对拍摄组件(200)，一对所述拍摄组件(200)相对设置并分别位于所述芯片的两侧，一对所述拍摄组件(200)均包括相机(210)，一对所述相机(210)的光轴与所述反光板(100)之间均设置有第一夹角，以采集所述芯片的相对的两个侧面和底面的图像；及
两个光源(300)，两个所述光源(300)分别与一对所述拍摄组件(200)同侧设置，并能够朝向所述反光板(100)和所述芯片的表面发射光束，位于所述芯片一侧的所述光源(300)射向所述反光板(100)的光束能够反射至所述芯片的侧面，进而反射至与该光源(300)同侧设置的所述拍摄组件(200)，其射向所述芯片侧面和底面的的光束能够分别反射至与该光源(300)同侧设置的所述拍摄组件(200)和位于所述芯片另一侧的所述拍摄组件(200)。
2.根据权利要求1所述的芯片表面检测装置，其特征在于，所述拍摄组件(200)还包括镜头(220)，所述镜头(220)的光轴与所述相机(210)的光轴之间设置有第二夹角，以使所述芯片的表面、所述镜头(220)的平面和所述相机(210)的成像平面满足沙姆定律。
3.根据权利要求2所述的芯片表面检测装置，其特征在于，所述反光板(100)的一侧平行且正对多个呈矩阵排列的所述芯片。
4.根据权利要求2所述的芯片表面检测装置，其特征在于，所述芯片表面检测装置还包括安装座(400)，所述相机(210)连接于所述安装座(400)，并能够沿其光轴朝向所述芯片移动，所述镜头(220)可转动地连接于所述相机(210)，以调节所述第二夹角。
5.根据权利要求4所述的芯片表面检测装置，其特征在于，所述安装座(400)上设置有第一条形孔(410)，所述第一条形孔(410)沿所述相机(210)的移动方向延伸，所述相机(210)上螺接有第一螺栓，所述第一螺栓能够在所述第一条形孔(410)内移动。
6.根据权利要求3所述的芯片表面检测装置，其特征在于，所述芯片表面检测装置还包括另一对所述拍摄组件(200)及另外两个所述光源(300)，另一对所述拍摄组件(200)相对设置并分别位于所述芯片的另外两侧，另外两个所述光源(300)分别与另一对所述拍摄组件(200)同侧设置，并能够朝向所述反光板(100)和所述芯片的表面发射光束。
7.根据权利要求3所述的芯片表面检测装置，其特征在于，所述芯片表面检测装置还包括旋转机构，所述旋转机构被配置为将所述反光板(100)沿顺时针或逆时针方向旋转90度，以采集所述芯片的另外两个侧面的影像。
8.根据权利要求1所述的芯片表面检测装置，其特征在于，所述光源(300)为条形光源。
9.根据权利要求8所述的芯片表面检测装置，其特征在于，所述芯片表面检测装置还包括安装架(500)，所述条形光源可转动地连接于所述安装架(500)。
10.根据权利要求9所述的芯片表面检测装置，其特征在于，所述安装架(500)上设置有安装孔(510)，所述条形光源通过穿设于所述安装孔(510)内的转轴可转动地连接于所述安装架(500)，所述安装架(500)上还设置有第二条形孔(520)，所述第二条形孔(520)沿所述条形光源的转动方向延伸，所述条形光源上螺接有第二螺栓，所述第二螺栓能够在所述第二条形孔(520)内移动。
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