CN219799258U - 一种芯片缺陷的检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种芯片缺陷的检测系统。该检测系统包括运动控制模块、图像采集模块和检测设备，其中，运动控制模块用于将至少一个待检测芯片移动至预设位置；图像采集模块设置于运动控制模块一侧，用于采集待检测芯片的图像；检测设备分别与运动控制模块和图像采集模块连接，用于控制运动控制模块将至少一个待检测芯片移动至预设位置；检测设备从图像采集模块获取图像，以基于图像得到检测结果。通过机器视觉代替人工目检，可以有效提高检测的品质与效率，减少人力及降低成本。

Description

一种芯片缺陷的检测系统

技术领域

本实用新型涉及半导体激光芯片检测领域，特别是涉及芯片缺陷的检测系统。

背景技术

目前，从事半导体激光器行业的企业多采用人工目检的方法进行半导体激光芯片的表面缺陷检测。由于半导体激光芯片产品规格是毫米级别，其缺陷更是只有微米大小，因此人工目检需要人眼与显微镜高度配合，其检测结果与效率受限于人为经验知识影响，导致人工目检检测成本高，耗费大量人力，同时易发生漏检误检等效率低下的问题。

实用新型内容

鉴于此，本申请提供一种芯片缺陷的检测系统，以解决上述技术问题。

本申请第一方面提供了一种芯片缺陷的检测系统，所述检测系统包括：运动控制模块，用于将至少一个待检测芯片移动至预设位置；图像采集模块，设置于所述运动控制模块一侧，用于采集所述待检测芯片的图像；检测设备，分别与所述运动控制模块和所述图像采集模块连接，用于控制所述运动控制模块将至少一个所述待检测芯片移动至预设位置；所述检测设备从所述图像采集模块获取所述图像，以基于所述图像得到检测结果。

在一些实施例中，所述图像采集模块包括：远心镜头模组，用于获取到放大倍数相同的所述待检测芯片的图像；相机模组，沿第一方向设置于所述远心镜头模组的一侧，用于获取并存储所述待检测芯片的图像；同轴点光源模组，沿第二方向设置于所述远心镜头模组的一侧，用于发射照明光源，其中，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；环形光源模组，沿第一方向设置于所述远心镜头模组的远离所述相机模组的一侧，用于发射所述照明光源。

在一些实施例中，所述检测系统还包括：光源控制器，与所述同轴点光源模组和所述环形光源模组连接，用于驱动所述同轴点光源模组和所述环形光源模组。

在一些实施例中，所述运动控制模块包括：第一运动导轨，用于驱动第一运动滑块在第一运动导轨上往返运动；第一运动滑块，沿第一方向设置于所述第一运动导轨上，用于驱动装载平台沿所述第一运动导轨方向做往返运动。

在一些实施例中，所述运动控制模块还包括：第一伺服电机，沿第二方向设置于所述第一运动滑块一侧，用于驱动所述第一运动导轨，使得所述第一运动滑块在所述第一运动导轨上往返运动，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直设置；安装支架，固定于所述第一运动滑块的远离所述第一运动导轨的一侧，垂直于所述第一运动滑块设置，用于固定第二运动导轨。

在一些实施例中，所述检测系统还包括：第一伺服电机控制器，与所述第一伺服电机连接，用于控制所述第一伺服电机的运转。

在一些实施例中，所述运动控制模块还包括：所述第二运动导轨，固定于所述安装支架的远离所述第一运动滑块的一侧，用于驱动第二运动滑块在所述第二运动导轨上往返运动；所述第二运动滑块，沿第三方向设置于所述第二运动导轨上，用于驱动所述装载平台沿所述第二运动导轨方向做往返运动；第二伺服电机，沿第四方向设置于所述第二运动滑块一侧，用于驱动所述第二运动导轨，使得所述第二运动滑块在所述第二运动导轨上往返运动，其中，所述第三方向与所述第四方向垂直设置。

在一些实施例中，所述检测系统还包括：第二伺服电机控制器，与所述第二伺服电机连接，用于控制所述第二伺服电机的运转。

在一些实施例中，所述检测系统还包括：运动控制板卡，与所述第一伺服电机控制器和所述第二伺服电机控制器连接，用于驱动所述第一伺服电机控制器和所述第二伺服电机控制器；所述装载平台固定于所述第二运动滑块的远离所述第二运动导轨的一侧，用于放置至少一个待检测芯片。

在一些实施例中，所述检测设备包括：工控机，与所述光源控制器和所述图像采集模块连接，用于控制所述检测设备的运行；显示屏，与所述工控机连接，用于显示所述检测结果。

本申请提供的芯片缺陷的检测系统，可以通过检测设备控制运动控制模块将至少一个待检测芯片移动至预设位置，从图像采集模块获取图像，以基于图像得到检测结果。通过机器视觉代替人工目检，可以有效提高检测的品质与效率，减少人力及降低成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的检测系统的一实施例的结构示意图；

图2是本申请的图像采集模块的一实施例的结构示意图；

图3是本申请的运动控制模块的一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

本申请的描述中，需要说明的是，除非另外明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械来能接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间隔相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况连接上述属于在本申请的具体含义。

在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

目前，从事半导体激光器行业的企业多采用人工目检的方法进行半导体激光芯片的表面缺陷检测。由于半导体激光芯片产品规格是毫米级别，其缺陷更是只有微米大小，因此人工目检需要人眼与显微镜高度配合，其检测结果与效率受限于人为经验知识影响，导致人工目检检测成本高，耗费大量人力，同时易发生漏检误检等效率低下的问题。

为了解决上述问题，本申请提出了一种芯片缺陷的检测系统，请参阅图1，图1是本申请的一种芯片缺陷的检测系统的结构示意图。

请参阅图1，图1是本申请的检测系统的一实施例的结构示意图。检测系统60包括图像采集模块61、运动控制模块62、检测设备63、光源控制器64、第一伺服电机控制器65、第二伺服电机控制器66、运动控制板卡67和系统电源68。

其中，图像采集模块61设置于运动控制模块62一侧；检测设备63与光源控制器64、图像采集模块61和运动控制板卡67连接；光源控制器64与图像采集模块61连接；第一伺服电机控制器65与运动控制模块62连接；第二伺服电机控制器66与运动控制模块62连接；运动控制板卡67与第一伺服电机控制器65和第二伺服电机控制器66连接；系统电源68与运动控制板卡67连接。

具体的，运动控制模块62用于将至少一个待检测芯片移动至预设位置，图像采集模块61用于采集待检测芯片的图像，检测设备63用于控制运动控制模块62将至少一个待检测芯片移动至预设位置，运动控制板卡67用于驱动第一伺服电机控制器65和第二伺服电机控制器66，光源控制器64用于驱动同轴点光源模组和环形光源模组，第一伺服电机控制器65用于控制第一伺服电机的运转，第二伺服电机控制器66用于控制第二伺服电机的运转。

在本实施例中，检测设备63控制运动控制模块62将至少一个待检测芯片移动至预设位置，从图像采集模块61获取图像，以基于图像得到检测结果。

可选的，可以建立坐标系，计算出预设位置的位置坐标，其中，基于第一方向的位置坐标可以为第一位置坐标，基于第二方向的位置坐标可以为第二位置坐标。

在一些实施例中，运动控制模块62包括第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机用于驱动待检测芯片移动至第一位置坐标；第二伺服电机用于驱动待检测芯片移动至第二位置坐标。具体的，系统电源68为运动控制板卡67提供驱动电源，检测设备63向运动控制板卡67发送运行指令，通过运动控制板卡67中运动控制功能驱动对第一伺服电机控制器65和第二伺服电机控制器66进行驱动，从而带动第一伺服电机将待检测芯片移动至第一位置坐标，带动第二伺服电机将待检测芯片移动至第二位置坐标。

在一些实施例中，图像采集模块61采集待检测芯片的图像，并将采集到的待检测芯片的图像数据发送给检测设备63，检测设备63对图像数据进行分析，得到检测结果。

可选的，图像采集模块61可以包括同轴点光源模组和环形光源模组，光源控制器64与同轴点光源模组和环形光源模组连接，可以控制同轴点光源模组和环形光源模组中光源的亮度并控制光源照明状态为照明或者熄灭。

其中，检测设备63可以为上位机，检测设备63可以包括工控机69和显示屏601。其中，工控机69与光源控制器64、图像采集模块61和运动控制板卡67连接，用于控制光源控制器64、图像采集模块61和运动控制板卡67；显示屏601与工控机69连接，用于显示检测结果。

请参阅图1和图2，图2是本申请的图像采集模块的一实施例的结构示意图。图像采集模块61包括远心镜头模组72、相机模组71、同轴点光源模组73和环形光源模组74。

其中，相机模组71沿第一方向设置于远心镜头模组72的一侧，环形光源模组74沿第一方向设置于远心镜头模组72的远离相机模组71的一侧，同轴点光源模组73沿第二方向设置于远心镜头模组72的一侧，其中第一方向和第二方向垂直设置。

具体的，远心镜头模组72用于获取到放大倍数相同的待检测芯片的图像，主要是为纠正传统工业镜头视差而设计，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。可选的，远心镜头模组72的一侧可以设置同轴点光源接口，用于安装同轴点光源模组73。

相机模组71用于获取并存储待检测芯片的图像，可选的，相机模组71可以使用CCD相机(Charge Coupled Device，电荷耦合装置)，CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。

同轴点光源模组73和环形光源模组74都用用于发射照明光源，共同提供全图像的光照。其中，环形光源模组74可以选用高密度LED(Light Emitting Diode，发光二极管)阵列，该LED阵列成圆锥状照射在待检测芯片表面，通过漫反射方式照亮一小片区域，突出待检测芯片的边缘和高度的变化以及待检测芯片表面的细节。在一些实施例中，环形光源模组74可以包括漫反射板，从而使光线更为均匀。同轴点光源模组73可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰。在一些实施例中，同轴点光源模组73可以选用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度。其中，分束镜是一种镀膜玻璃。在光学玻璃表面镀上一层或多层薄膜，当一束光投射到镀膜玻璃上后，通过反射和折射，光束就被分为两束或更多束。

请参阅图1和图3，图3是本申请的运动控制模块的一实施例的结构示意图。运动控制模块62包括第一运动导轨81、第一运动滑块82、第一伺服电机83、安装支架84、第二运动导轨85、第二运动滑块86、第二伺服电机87和装载平台88。

其中，第一运动滑块82沿第一方向设置于第一运动导轨81上，第一伺服电机83沿第二方向设置于第一运动滑块82一侧，安装支架84固定于第一运动滑块82的远离第一运动导轨81的一侧，第二运动导轨87沿第四方向设置于第二运动滑块86一侧，装载平台88固定于第二运动滑块86的远离第二运动导轨85的一侧。

具体的，第一运动导轨81用于驱动第一运动滑块82在第一运动导轨81上往返运动；第一运动滑块82用于驱动装载平台88沿第一运动导轨81方向做往返运动；第一伺服电机83用于驱动第一运动导轨81，使得第一运动滑块82在第一运动导轨81上往返运动，其中，第二方向与第一方向垂直设置；安装支架84垂直于第一运动滑块82设置，用于固定第二运动导轨85；第二运动导轨85用于驱动第二运动滑块86在第二运动导轨85上往返运动；第二运动滑块86用于驱动装载平台88沿第二运动导轨85方向做往返运动；第二伺服电机87用于驱动第二运动导轨85，使得第二运动滑块86在第二运动导轨85上往返运动，其中，第三方向与第四方向垂直设置；装载平台88用于放置至少一个待检测芯片。

在一应用场景中，检测设备63可以基于第一方向和第三方向建立坐标系，计算出预设位置的位置坐标，其中，基于第一方向的位置坐标可以为第一位置坐标，基于第二方向的位置坐标可以为第二位置坐标。检测设备63计算出预设位置的第一位置坐标和第二位置坐标；运动控制模块62控制第一运动滑块82沿第一方向运动至第一位置坐标，控制第二运动滑块86沿第三方向运动至第二位置坐标，从而通过运动控制模块62控制至少一个待检测芯片移动至预设位置。

上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

Claims (10)

1.一种芯片缺陷的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：

运动控制模块，用于将至少一个待检测芯片移动至预设位置；

图像采集模块，设置于所述运动控制模块一侧，用于采集所述待检测芯片的图像；

检测设备，分别与所述运动控制模块和所述图像采集模块连接，用于控制所述运动控制模块将至少一个所述待检测芯片移动至预设位置；

所述检测设备从所述图像采集模块获取所述图像，以基于所述图像得到检测结果。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述图像采集模块包括：

远心镜头模组，用于获取到放大倍数相同的所述待检测芯片的图像；

相机模组，沿第一方向设置于所述远心镜头模组的一侧，用于获取并存储所述待检测芯片的图像；

同轴点光源模组，沿第二方向设置于所述远心镜头模组的一侧，用于发射照明光源，其中，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；

环形光源模组，沿第一方向设置于所述远心镜头模组的远离所述相机模组的一侧，用于发射所述照明光源。

3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：

光源控制器，与所述同轴点光源模组和所述环形光源模组连接，用于驱动所述同轴点光源模组和所述环形光源模组。

4.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述运动控制模块包括：

第一运动导轨，用于驱动第一运动滑块在第一运动导轨上往返运动；

第一运动滑块，沿第一方向设置于所述第一运动导轨上，用于驱动装载平台沿所述第一运动导轨方向做往返运动。

5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述运动控制模块还包括：

第一伺服电机，沿第二方向设置于所述第一运动滑块一侧，用于驱动所述第一运动导轨，使得所述第一运动滑块在所述第一运动导轨上往返运动，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直设置；

安装支架，固定于所述第一运动滑块的远离所述第一运动导轨的一侧，垂直于所述第一运动滑块设置，用于固定第二运动导轨。

6.根据权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：

第一伺服电机控制器，与所述第一伺服电机连接，用于控制所述第一伺服电机的运转。

7.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述运动控制模块还包括：

所述第二运动导轨，固定于所述安装支架的远离所述第一运动滑块的一侧，用于驱动第二运动滑块在所述第二运动导轨上往返运动；

所述第二运动滑块，沿第三方向设置于所述第二运动导轨上，用于驱动所述装载平台沿所述第二运动导轨方向做往返运动；

第二伺服电机，沿第四方向设置于所述第二运动滑块一侧，用于驱动所述第二运动导轨，使得所述第二运动滑块在所述第二运动导轨上往返运动，其中，所述第三方向与所述第四方向垂直设置。

8.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：

第二伺服电机控制器，与所述第二伺服电机连接，用于控制所述第二伺服电机的运转。

9.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：

运动控制板卡，与所述第一伺服电机控制器和所述第二伺服电机控制器连接，用于驱动所述第一伺服电机控制器和所述第二伺服电机控制器；

所述装载平台，固定于所述第二运动滑块的远离所述第二运动导轨的一侧，用于放置至少一个待检测芯片。

10.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述检测设备包括：

工控机，与所述光源控制器和所述图像采集模块连接，用于控制所述检测设备的运行；

显示屏，与所述工控机连接，用于显示所述检测结果。