DE102006027663A1

DE102006027663A1 - Optical inspection system for measuring e.g. unpacked electronic components, has endoscope with optical inlet and optical outlet arranged such that electronic component that is found in coverage penetrates under diagonal angle

Info

Publication number: DE102006027663A1
Application number: DE102006027663A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr. Gebhard; Barbara Hippauf; Boris Pantel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2008-01-03

Abstract

The system (100) has a camera for detecting an electronic component (141) that is found in given spatial coverage, and a light guiding unit i.e. endoscope (120), with an optical inlet and an optical outlet, where the outlet is optically coupled with the camera and the inlet is introduced into the coverage. The endoscope has a rigid shape, and is arranged such that the component that is found in the coverage penetrates under a diagonal angle. The endoscope is adjustably supported relative to a chassis, and has an optical deflecting unit arranged at the inlet.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Inspektionssystem zur Vermessung von elektronischen Bauelementen, welche sich in einem vorgegebenen räumlichen Erfassungsbereich befinden. Die genaue Vermessung erfolgt bevorzugt zum Zwecke einer präzisen Abholung der Bauelemente durch einen Bestückkopf einer Bestückvorrichtung, welche zum automatischen Bestücken von Bauelementen auf Bauelementeträger, insbesondere auf Leiterplatten, vorgesehen ist.The The invention relates to an optical inspection system for surveying of electronic components, which are in a given spatial Detection area. The exact measurement is preferred for the purpose of a precise Picking up the components by a placement head of a placement device, which for automatic loading from components to component carriers, in particular to printed circuit boards, is provided.

Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Bauelementen wird es bereits in naher Zukunft nicht mehr wirtschaftlich sein, elektronische Bauelemente, welche auf ein elektronisches Schaltungssubstrat bestückt werden sollen, zum Zwecke einer sicheren Bauelement-Zuführung für einen Bestückprozess umzupacken. Ein derartiges Umpacken in spezielle Bauelement-Zuführgurte ist heutzutage bei Surface Mount Device (SMD) Bauelementen üblich, um die SMD Bauelemente einzeln dem Bestückprozess zuzuführen. Vielmehr wird von modernen Bestücksystemen verlangt werden, dass sie auch ungehäuste Bauelemente (sog. Bare Dies) unmittelbar von einem Wafer entnehmen und auf entsprechende Stellen eines elektronischen Schaltungssubstrats aufsetzen können.by virtue of the increasing miniaturization of electronic components it will not be economical in the near future, electronic components applied to an electronic circuit substrate stocked be for the purpose of a secure component feeder for a placement process repack. Such a repacking into special component supply straps is commonplace today in Surface Mount Device (SMD) devices to individually supply the SMD components to the placement process. Much more is made by modern placement systems be required that they are also unhoused components (so-called bare This) directly from a wafer and on appropriate Can set up sites of electronic circuit substrate.

Um die Handhabung von ungehäusten elektronischen Bauelemente zu vereinfachen, wird der gesamte Wafer vor einer Bauelement-Vereinzelung auf einer klebrigen Trägerfolie aufgebracht. Die Vereinzelung erfolgt üblicherweise durch einen hochpräzisen mechanischen Säge- oder durch einen hochpräzisen chemischen Ätzvorgang.Around the handling of unhoused ones simplify electronic components, the entire wafer before a component singulation a sticky carrier film applied. The separation is usually carried out by a high-precision mechanical Saw or through a high-precision chemical etching.

Von der Trägerfolie werden die Bauelemente von einem Sauggreifer entnommen und einem Bestückprozess zugeführt. Ein Ablösen der Bauelemente von der klebrigen Trägerfolie kann durch sog. Ausstoßnadeln unterstützt werden, welche beispielsweise aus der EP 565781 A1 bekannt sind.From the carrier film, the components are removed from a suction pad and fed to a placement process. A detachment of the components of the sticky carrier film can be supported by so-called. Ejecting needles, which for example from the EP 565781 A1 are known.

Bei der hochgenauen Bestückung von Bauelementen oder anderen Objekten auf einen Bauelementeträger spielt die optische Inspektion eine wesentliche Rolle für die Qualität und Genauigkeit der Bestückung. Ebenso kann durch die optische Inspektion von speziellen Markierungen die Position des Bauelementeträgers bestimmt werden, um eine genaue Bestückung der Bauelemente auf festen Bestückpositionen des Bauelementeträgers zu gewährleisten. Die Bauelemente oder Marken werden typischerweise über ein analoges oder digitales Kamerasystem aufgenommen. Die entsprechenden Bilddaten werden in einem Auswerteschritt mit geeigneten Algorithmen verarbeitet um die Qualität, die Verrückung, die Rotation des Bauelements etc. gegenüber einem Referenzzustand zu bestimmen.at the highly accurate assembly of components or other objects on a component carrier plays The optical inspection plays a vital role in the quality and accuracy the equipment. Likewise, by the optical inspection of special markings the position of the component carrier be determined to fixed on a precise assembly of the components placement positions of the component carrier to ensure. The components or brands are typically over recorded analog or digital camera system. The corresponding Image data are analyzed in an evaluation step with suitable algorithms processed around the quality, the madness, the rotation of the device etc. to a reference state determine.

Je nach Typ von Bauelement, ob konventionelles SMD Bauelemente oder spiegelnde ungehäuste Bauelemente (Bare Dies, Flip-Chips) auf einem Wafer, werden derzeit unterschiedliche Bestückautomaten eingesetzt. So werden beispielsweise SMD Bauelemente bestückt, indem ein Kopf die Bauelemente abholt, um sie anschließend zu fotografieren und mittels eines Bildverarbeitungssystems die Lage und Struktur des abgeholten Bauelements zu messen. Abschließend werden sie vom Bestückkopf auf die Leiterplatte gesetzt.ever by type of component, whether conventional SMD components or reflecting ungehäuste Components (Bare Dies, Flip-Chips) on a wafer, are currently different placement machines used. For example, SMD components are populated by a head picks up the components to photograph them afterwards and using of an image processing system, the location and structure of the fetched To measure component. Finally they are picked up by the placement head the circuit board set.

Heutzutage existieren keine Inspektionssysteme, die gleichzeitig für beide Bauelementtypen, d.h. sowohl für SMD Bauelemente aus Gurten oder sog. Trays als auch für spiegelnde Bauteile von Wafern eine Lage- und Strukturerkennung durchführen können. Bei bekannten SMD Bestückautomaten ist zum Zwecke einer möglichst schnellen Bestückung der Bauraum für ein optisches Inspektionssystem für aufzunehmende oder bereits aufgenommene Bauelemente sehr begrenzt. Um trotzdem eine zuverlässige Inspektion zu gewährleisten, sind herkömmliche Inspektionssysteme im Hinblick auf die optischen Eigenschaften von SMD Bauelemente optimiert, so dass eine Inspektion von spie gelnden Bauelementen nicht zuverlässig und der Aufbau eines weiteren Inspektionssystems aufgrund des geringen Bauraums in der Regel nicht möglich ist.nowadays No inspection systems exist at the same time for both Device types, i. as well as SMD components made of straps or so-called trays as well as for reflecting Components of wafers can perform a position and structure detection. at known SMD placement machines is for the purpose of a possible fast assembly of the Space for an optical inspection system for picking up or already recorded components very limited. Nevertheless, a reliable inspection to ensure, are conventional inspection systems with regard to the optical properties of SMD components optimized, so that an inspection of spie ting components not reliable and the construction of another inspection system due to the low Installation space usually not possible is.

Auch bei der Aufnahme von ungehäusten Bauelementen direkt von einem Wafer ist infolge der typischerweise sehr geringen Abmessungen von ungehäusten Bauelementen der für ein optisches Inspektionssystem zur Verfügung stehende Bauraum äußerst begrenzt.Also when picking up unhoused components directly from a wafer is typically very small as a result Dimensions of unhoused Components of the an optical inspection system available space extremely limited.

Aus der JP 07-221164 A ist eine Entnahmevorrichtung für von einer Waferaufnahme gehaltene Bare Dies bekannt, bei der vor einer Bauteilaufnahme die gesamte Struktur der Waferaufnahme vermessen wird. Die Entnahmevorrichtung hat den Nachteil, dass eventuell nach der Vermessung auftretende Positionsverschiebungen einzelner Bauelemente nicht erkannt werden und dementsprechend die Prozesssicherheit bei der Bauteilaufnahme reduziert ist.From the JP 07-221164 A is a removal device for held by a wafer holder Bare Dies is known in which prior to a component recording the entire structure of the wafer holder is measured. The removal device has the disadvantage that possibly occurring after the measurement position shifts individual components are not recognized and accordingly the process reliability is reduced in the component recording.

Aus der JP 02-137338 A ist ein Positionsdetektor für ungehäuste Bauelemente bekannt. Der Positionsdetektor umfasst eine Kamera, welche oberhalb des Bauelements positioniert werden kann. Durch eine Bildauswertung der Außenkanten des Bauelements kann die genaue räumliche Lage des Bauelements bestimmt und somit die Genauigkeit eines Die Bonding Prozesses verbessert werden. Die senkrechte Erfassung des Bauelements hat den Nachteil, dass in Falle einer Aufnahme des Bauelement durch eine Haltevorrichtung eines Bestückkopfes die Bewegungsfreiheit des Bestückkopfes stark eingeschränkt ist.From the JP 02-137338 A a position detector for unhoused components is known. The position detector comprises a camera which can be positioned above the component. Through an image evaluation of the outer edges of the component, the exact spatial position of the component can be determined and thus the accuracy of a bonding process can be improved. The vertical detection of the device has the disadvantage that in case of receiving the compo Ment by a holding device of a placement the freedom of movement of the placement is severely limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Inspektionssystem zur Vermessung von ungehäusten Bauelementen zu schaffen, welches Inspektionssystem innerhalb eines geringen Bauraums aufgebaut werden kann und welches trotzdem eine zuverlässige Vermessung der ungehäusten Bauelemente ermöglicht.Of the Invention is based on the object, an optical inspection system for measuring unhoused To create components, which inspection system within a small space can be built and which still one reliable Surveying the unhoused Components allows.

Diese Aufgabe wird gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 durch ein optisches Inspektionssystem zur Vermessung von elektronischen Bauelementen gelöst, welche Bauelemente sich in einem vorgegebenen räumlichen Erfassungsbereich befinden. Das Inspektionssystem umfasst (a) eine Kamera, welche zur Erfassung eines in dem Erfassungsbereich befindlichen Bauelements eingerichtet ist, und (b) eine Lichtleiteinrichtung, welche einen optischen Eingang und einen optischen Ausgang aufweist. Dabei ist der optische Ausgang mit der Kamera optisch gekoppelt und der optische Eingang ist an den Erfassungsbereich herangeführt.These The object is according to the independent claim 1 by an optical inspection system for measuring electronic Solved components, which components are in a given spatial coverage are located. The inspection system includes (a) a camera, which for detecting a component located in the detection area is set up, and (b) a light guide, which a optical input and an optical output. It is the optical output is optically coupled to the camera and the optical Input is brought to the detection area.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verwendung einer Lichtleiteinrichtung ein nahes Heranführen des Inspektionssystems an das zu vermessende Bauelement auch bei einem sehr begrenzten Bauraum ermöglicht. Dadurch wird eine präzise Bauelementvermessung möglich, wobei Störkanten beispielsweise durch einen Bestückkopf oder einer Haltevorrichtung des Bestückkopfs vermieden werden können.Of the The invention is based on the finding that the use of a Light guide a close introduction of the inspection system to the component to be measured even in a very limited Space available. This will be a precise Component measurement possible, with interfering edges for example, by a placement or a holding device of the placement can be avoided.

Unter dem Begriff Vermessung ist in diesem Zusammenhang sowohl die Bestimmung eines bestimmten Typs von Bauelement beispielsweise anhand seiner Außenkanten als auch eine Positionserfassung eines Bauelements relativ zu einem Bezugspunkt zu verstehen.Under The term surveying in this context is both the provision a particular type of device, for example, based on its outer edges as well as a position detection of a device relative to a To understand reference point.

Bei einer Positionserfassung wird bevorzugt sowohl die translatorische Position als auch der Drehwinkel eines Bauelements erfasst. Dabei kann das Bauelement vor oder auch nach der Aufnahme durch eine Bauelement-Haltevorrichtung, beispielsweise eine Saugpipette, vermessen werden. Die Vermessung eines aufgenommenen Bauelements ermöglicht dabei durch eine geeignete Kompensation bei der Positionierung eines entsprechenden Bestückkopfes ein positionsgenaues Aufsetzen auf einen Bauelementträger. Bei einem noch nicht aufgenommenen Bauelement ermöglicht eine derartige Vermessung eine genaue, bevorzugt mittige, Aufnahme des Bauelements durch eine Haltevorrichtung eines Bestückkopfes.at A position detection is preferred both the translational Detected position as well as the rotation angle of a component. there can the component before or after the recording by a component holding device, For example, a suction pipette to be measured. The Measurement a recorded component allows this by a suitable Compensation for the positioning of a corresponding placement head a positionally accurate placement on a component carrier. at a not yet recorded component allows such a survey a precise, preferably central, recording of the device by a Holding device of a placement.

Es wird darauf hingewiesen, dass das beschriebenen optische Inspektionssystem auch zur Erfassung von Markierungen an Bauelementeträger zum Zwecke der genauen Positionierung des Bauelementeträgers in einem Bestückfeld geeignet ist.It It is noted that the described optical inspection system also for the detection of markings on component carrier for Purpose of the exact positioning of the component carrier in a placement field suitable is.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 2 ist die Lichtleiteinrichtung ein Endoskop. Dies hat den Vorteil, dass die optische Inspektionsvorrichtung auf einfache und preiswerte Weise durch die Verwendung von herkömmlichen Endoskopen, die beispielsweise in der Medizintechnik oder bei der Inspektion von Turbine verwendet werden, realisiert werden kann.According to one embodiment the invention of claim 2, the light guide is an endoscope. This has the advantage that the optical inspection device on simple and inexpensive way through the use of conventional endoscopes, for example in medical technology or during the inspection used by turbine can be realized.

Im Vergleich zu der Verwendung von konventionellen Inspektionssystemen zur Erkennung von SMD Bauelementen, welche konventionellen Inspektionssysteme eine CCD-Kamera und aufwendige Beleuchtungskomponenten aufweisen, erlaubt die Verwendung eines Endoskops die Realisierung eines zuverlässigen Inspektionssystems innerhalb eines deutlich geringeren Bauraums. Ferner ermöglicht das Endoskop eine Bauelementerfassung unter einem deutlich steileren Beobachtungswinkel als dies bei herkömmliche Inspektionssysteme der Fall wäre. Dies liegt daran, dass herkömmliche Inspektionssysteme zur Umgehung von Hindernissen und Störkanten in der optischen Abbildung beispielsweise durch einen Bestückkopf oder eine Bauelement-Haltevorrichtung das Bauelement nur unter einem äußerst flachen Winkel erfassen können. Ein im Vergleich zu herkömmlichen Inspektionssystemen deutlich steilerer Beobachtungswinkel hat den Vorteil, dass Verzerrungen und Verzeichnungen infolge eines uneinheitlichen Objektsabstandes deutlich geringer sind.in the Comparison to the use of conventional inspection systems for the detection of SMD components, which are conventional inspection systems have a CCD camera and elaborate lighting components, The use of an endoscope allows the realization of a reliable inspection system within a much smaller space. Furthermore, this allows Endoscope a component detection under a much steeper Observation angle than that of conventional inspection systems the case would be. This is because conventional Inspection systems for avoiding obstacles and interfering edges in the optical image, for example, by a placement or a component holding device the device only under a very shallow Can capture angles. One compared to conventional Inspection systems significantly steeper viewing angle has the Advantage that distortions and distortions as a result of an inconsistent Object distance are significantly lower.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 3 ist das Endoskop ein starres Gebilde. Dies hat den Vorteil, dass ein nahes Heranführen des optischen Eingangs an den Erfassungsbereich auch ohne zusätzliche Halterung möglich ist. Eine derartige zusätzliche Halterung, wie sie beispiels weise bei mechanisch flexiblen Endoskopen erforderlich wäre, würde den ohnehin geringen Bauraum, der zur Verfügung steht, weiter reduzieren und/oder die Bewegung einer Haltevorrichtung behindern.According to one another embodiment of the The invention according to claim 3, the endoscope is a rigid structure. This has the advantage that a close approach of the optical input to the detection area is possible without additional support. Such an additional Holder, as example, in mechanically flexible endoscopes required would, would that anyway small space that is available, further reduce and / or hinder the movement of a holding device.

Bevorzugt weist das Endoskop eine Aneinanderreihung von mehreren Stablinsen auf, welche eine hohe Lichtstärke des Lichtleitelements ermöglichen. Auf diese Weise sind für eine zuverlässige Bauelement-Vermessung durch das beschriebene optische Inspektionssystem nicht unbedingt besonders helle Lichtverhältnisse erforderlich.Prefers the endoscope has a juxtaposition of several rod lenses on which a high light intensity enable the light guide. This way are for a reliable component measurement by the described optical inspection system not necessarily especially bright lighting conditions required.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 4 ist das Endoskop derart angeordnet, dass ein in dem Erfassungsbereich befindliches Bauelement unter einem schrägen Winkel erfassbar ist. Dies ermöglicht auf vorteilhafte Weise ein noch näheres Heranführen des Endoskops an den Erfassungsbereich.According to a further embodiment of the invention according to claim 4, the endoscope is arranged such that a component located in the detection area under an oblique Win kel is detectable. This advantageously allows an even closer approach of the endoscope to the detection area.

Selbstverständlich führt eine schräge Bauelement-Erfassung zu Verzeichnungen, welche durch verschiedene Objektsabstände beispielsweise von der Bauelement-Vorderkante bzw. der Bauelement-Hinterkante verursacht werden. Um die Stärke der Verzeichnungen durch einen zu flachen Beobachtungswinkel zu begrenzen, sollte der Erfassungswinkel nicht größer als 60°, bevorzugt nicht größer als 45° sein. In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff Erfassungswinkel derjenige Neigungswinkel zu verstehen, welcher sich zwischen der optischen Achse des Inspektionssystems und der Normalen der Bauelement-Ebene bzw. der Waferebene erstreckt. Die Bauelement-Ebene ist dabei durch die Bauelement-Oberfläche bestimmt, an der die Haltevorrichtung an dem Bauelement zur Aufnahme desselben angreift.Of course, one leads slope Component detection to distortions caused by various object distances for example, from the component leading edge or the component trailing edge caused. To the strength of To limit distortions by a too flat observation angle, should the detection angle not greater than 60 °, preferably not greater than 45 °. In this context, the term detection angle is the one Inclination angle to understand which is between the optical axis of the inspection system and the standards of the component level or the wafer plane extends. The component level is determined by the component surface, at which the holding device on the device for receiving the same attacks.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 5 ist das Endoskop derart angeordnet, dass Bauelemente zumindest in der Nähe ihrer Abholposition vor der Aufnahme durch eine Haltevorrichtung eines Bestückkopfes ver messbar sind. Dies ist insbesondere bei den typischerweise sehr kleinen Bare Dies oder Flip-Chips von Vorteil, welche direkt von einem translatorisch verschiebbaren Wafer abgeholt werden. Bei der Abholung dieser kleinen Bauelemente ist nämlich eine genaue Positionierung des abzuholenden Bauelement mittig zu der entsprechenden Haltevorrichtung erforderlich, um eine zuverlässige Aufnahme des Bauelements zu ermöglichen, welches häufig kleiner ist als die Spitze der verwendeten Haltevorrichtung. Falls die Bauelementvermessung unmittelbar vor dem Abholen des Bauelements erfolgt, können somit Positionsfehler der abzuholenden Bauelemente durch entsprechendes weiteres Verschieben des Wafers und/oder durch eine entsprechende Positionierung des Bestückkopfes kompensiert werden.According to one another embodiment of the The invention according to claim 5, the endoscope is arranged such that Components at least in the vicinity their pickup position before recording by a holding device of a placement head ver are measurable. This is especially the case with the typical ones Small Bare Dies or flip chips are an advantage, which are directly from be picked up a translationally displaceable wafer. In the Picking up these small components is in fact an accurate positioning of the component to be picked up centrally to the corresponding holding device required to be a reliable To allow the device to be mounted which often smaller than the tip of the holding device used. If the component measurement immediately before picking up the device done, can Thus position error of the components to be picked up by appropriate further shifting of the wafer and / or by a corresponding Positioning of the placement head be compensated.

Zudem können durch eine Inspektion der Bauelemente unmittelbar vor dem Abholen markierte und nicht zur Bestückung vorgesehene Bare Dies erkannt werden. Somit kann eine Bestückung mit fehlerhaften Bauelementen zuverlässig vermieden werden.moreover can by inspecting the components immediately before picking up marked and not for equipping provided Bare This will be detected. Thus, an assembly with faulty components reliable be avoided.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 6 ist das Endoskop relativ zu einem Chassis verschiebbar gelagert. Insbesondere durch eine vertikale Verschiebung kann das Inspektionssystem variabel auf verschiedene Fokusebenen justiert werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mit ein und derselben Bestückvorrichtung Flip Chips und andere Bauelemente bestückt werden, welche ohne ein Flippen auf einen Bauelementträger aufgesetzt werden. Dabei wird zum Flippen der Flip Chips ein sog. Flip-Kopf verwendet, welcher die zu bestückenden Flip Chips vorübergehend aufnimmt, mittels einer Umdrehung wendet und in einer der Aufnahmeposition gegenüberliegenden Position an den eigentlichen Bestückkopf übergibt. Dabei erfolgt dann eine genaue optische Vermessung des Bauelements an der Übergabeposition, welche sich oberhalb der Ebene des Wafers befindet. Im Gegensatz dazu erfolgt die Vermessung von Bauelementen, welche während des Bestückvorgangs nicht gewendet werden, direkt in der Ebene des Wafers. Die verschiebbare Lagerung des Endoskops ermöglicht somit auf vorteilhafte Weise ein schnelles Umkonfigurieren des optischen Inspektionssystems, wobei Bauelemente in unterschiedlichen Höhenlagen in Bezug auf die Ebene des Wafers zuverlässig vermessen werden können.According to one another embodiment of the The invention of claim 6 is the endoscope relative to a chassis slidably mounted. In particular by a vertical shift The inspection system can be variably adjusted to different focal planes to be adjusted. This is particularly advantageous if with one and the same placement device Flip chips and other components are populated, which without a Flipping on a component carrier be put on. This is a so-called for flipping the flip chips. Flip-head used which temporarily stores the flip chips to be populated takes up, turns by one turn and in one of the pickup position opposite Transfers position to the actual placement. This is done then a precise optical measurement of the device at the transfer position, which is above the plane of the wafer. In contrast, it takes place the measurement of components, which during the placement process not be turned, directly in the plane of the wafer. The movable one Storage of the endoscope allows thus advantageously a rapid reconfiguration of the optical Inspection system, with components at different altitudes can be reliably measured with respect to the plane of the wafer.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 7 weist das Endoskop ein optisches Umlenkelement auf, welches am optischen Eingang angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein seitlich aus der Endoskop-Längsachse austretendes Kamera-Gesichtsfeld erzeugt, welches in vielen Anwendungsfällen ein besonders nahes Heranführen des Endoskops an den Erfassungsbereich ermöglicht.According to one another embodiment of the The invention according to claim 7, the endoscope has an optical deflection element on, which is arranged at the optical input. In this way becomes a camera field of view emerging laterally from the endoscope longitudinal axis generated, which in many cases, a particularly close approach to the Endoscope allows the detection area.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 8 ist das Endoskop drehbar gelagert. Dies kann auf vorteilhafte Weise ein schnelles Umschalten zwischen einer Positionsvermessung eines Bauelements an einer Abholposition und einer Positionsvermessung eines Bauelements ermöglichen, welches bereits von einer Haltevorrichtung aufgenommenen worden ist.According to one another embodiment of the The invention according to claim 8, the endoscope is rotatably mounted. This can advantageously a fast switching between a Position measurement of a component at a pick-up position and allow a position measurement of a device, which already from a holding device has been recorded.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 9 weist das optische Inspektionssystem zusätzlich eine erste Beleuchtungseinheit auf, mittels welcher der Erfassungsbereich unter einem ersten Winkel beleuchtet werden kann. Dabei ist bevorzugt die erste Beleuchtungseinheit ebenso wie der optische Eingang unter einem flachen Winkel bezüglich der Ebene des Erfassungsbereiches angeordnet. Bei einer spiegelsymmetrischen Anordnung von erster Beleuchtungseinheit und optischen Eingang der Lichtleiteinrichtung kann somit auf vorteilhafte Weise eine für eine zuverlässigen Vermessung förderliche Hellfeldbeleuchtung eines zu vermessenden Bauelements realisiert werden.According to one another embodiment of the The invention according to claim 9, the optical inspection system additionally first illumination unit, by means of which the detection area under a first angle can be illuminated. It is preferred the first lighting unit as well as the optical input below at a shallow angle the level of the detection area arranged. In a mirror-symmetrical arrangement of the first illumination unit and the optical input of the light-guiding device can thus advantageously for a reliable measurement conducive Bright field illumination realized a device to be measured become.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 10 weist das optische Inspektionssystem zusätzlich eine zweite Beleuchtungseinheit auf, mittels welcher der Erfassungsbereich unter einem zweiten Winkel beleuchtet werden kann. Bevorzugt ist die zweite Beleuchtungseinheit aus Sicht des Erfassungsbereiches hinter oder unmittelbar neben dem optischen Eingang der Lichtleiteinrichtung angeordnet, so dass bei einem schrägen Beobachtungswinkel des Inspektionssystems auf vorteilhafte Weise eine Dunkelfeldbeleuchtung realisiert werden kann.According to a further embodiment of the invention according to claim 10, the optical inspection system additionally comprises a second illumination unit, by means of which the detection area can be illuminated at a second angle. Preferably, the second lighting unit from the perspective of the detection range behind or un arranged indirectly next to the optical input of the light guide, so that at an oblique viewing angle of the inspection system advantageously a dark field illumination can be realized.

Die wahlweise Beleuchtung der zu vermessenden Bauelemente mit einem Hellfeld und/oder mit einem Dunkelfeld ermöglicht ein sicheres Erkennen sowohl von Bauelementen mit einer spiegelnden Oberfläche als auch von Bauelementen mit einer matten Oberfläche. Das Beleuchtungssystem ist somit für eine Vielzahl von verschiedenen Bauelement-Typen geeignet.The optionally lighting the components to be measured with a Brightfield and / or with a darkfield enables safe detection both of components with a reflective surface as well as of components with a matte finish. The lighting system is thus for a variety of different Component types suitable.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 11 weist die erste Beleuchtungseinheit und/oder die zweite Beleuchtungseinheit eine Platine auf, auf der eine Mehrzahl von Leuchtdioden angeordnet sind. Bevorzugt sind die Leuchtdioden sog. SMD Leuchtdioden, die auf der jeweiligen Platine in einer kompakten räumlichen Anordnung bestückt sind. Damit kann auf einfache Weise eine intensive Beleuchtung mittels jeweils einer kompakten Bauform der Beleuchtungseinheiten realisiert werden.According to one another embodiment of the The invention according to claim 11, the first lighting unit and / or the second illumination unit has a circuit board on which a plurality of light emitting diodes are arranged. The light-emitting diodes are preferred so-called SMD light-emitting diodes, which on the respective board in a compact spatial Arrangement populated are. This can be easily by means of intensive lighting each realized a compact design of lighting units become.

Es wird darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Beleuchtungseinheiten separat von der Lichtleiteinrichtung bzw. von dem Endoskop ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Lichtleiteinrichtung in einer besonders schlanken Bauform realisiert werden kann und dass trotzdem eine hohe Lichtstärke des gesamten Inspektionssystems möglich ist, da Strahlteiler oder andere optische Komponenten zur Trennung von Beleuchtungs- und Messlicht nicht erforderlich sind.It It should be noted that the lighting units described formed separately from the light guide or from the endoscope are. This has the advantage that the light-conducting device in one especially slim design can be realized and that anyway a high light intensity the entire inspection system is possible because beam splitter or other optical components for the separation of lighting and measuring light are not required.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 12 weist das optisches Inspektionssystem zusätzlich eine der Kamera nachgeschaltete Auswerteeinheit auf, welche zur Lageerkennung und/oder zur Typerkennung von optisch erfassten Bauelementen vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass die gesamte Lagevermessung der abzuholenden Bauelemente innerhalb einer als autarkes Modul ausgebildeten Zuführeinrichtung realisiert werden kann.According to one another embodiment of the The invention according to claim 12 comprises the optical inspection system additionally a downstream of the camera evaluation, which for Position detection and / or for Typerkennung of optically detected components is provided. This has the advantage that the entire position measurement the components to be picked up within a self-sufficient module trained feeder can be realized.

Ferner kann durch eine so genannte Online-Überwachung der Abholung und durch eine entsprechende Ansteuerung der Positionierung des Bestückkopfes und/oder der Positionierung der abzuholenden Bauelemente die Abholsicherheit weiter erhöht werden. Dabei kann eine Positionierung der abzuholenden Bauelemente durch eine kollektive Verschiebung einer Bauelement-Zuführeinheit erfolgen. Im Falle der Bestückung von ungehäusten Bauelementen direkt von einem Wafer wird bevorzugt der gesamte Wafer translatorisch verschoben, so dass das jeweils abzuholende Bauelement in die korrekte Abholposition gerückt wird.Further can be picked up and called by a so-called online monitoring by a corresponding control of the positioning of the placement and / or the positioning of the components to be picked up the collection security further increased become. In this case, a positioning of the components to be picked up by a collective displacement of a component feed unit respectively. In the case of assembly from unhoused ones Devices directly from a wafer is preferred to the entire wafer translationally shifted, so that each component to be picked up moved to the correct pick-up position.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 13 ist die Auswerteeinheit derart eingerichtet, dass eine Verzerrung eines von der Kamera aufgenommenen Bildes eines Bauelements kompensierbar ist. Dazu ist zunächst eine Bestimmung der Verzerrung erforderlich. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass Kalibriermarken, die sich innerhalb des Erfassungsbereichs der Kamera befinden, hinsichtlich ihrer Position und/oder hinsichtlich ihrer Form genau vermessen werden. Eine Kompensation der Verzerrung erfolgt dann in bekannter Weise durch übliche Methoden der digitalen Bildverarbeitung.According to one another embodiment of the The invention according to claim 13, the evaluation unit is set up in such a way that a distortion of an image taken by the camera Component is compensated. This is first a determination of the distortion required. This can be done, for example, by calibrating marks, which are within the detection range of the camera, in terms of their position and / or their shape become. A compensation of the distortion then takes place in known Way through usual Methods of digital image processing.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen.Further Advantages and features of the present invention will become apparent the following exemplary description of presently preferred embodiments.

In der Zeichnung zeigen in schematischen DarstellungenIn the drawing show in schematic representations

1 die Erfassung eines auf einem Wafer befindlichen Bauelements unmittelbar vor der Aufnahme des Bauelements durch einen Bestückkopf, 1 the detection of a component located on a wafer immediately before the component is picked up by a placement head,

2 die Erfassung eines von einem Flip-Kopf gewendeten Bauelements unmittelbar vor der Aufnahme des Bauelements durch einen Bestückkopf, 2 the detection of a device turned by a flip-flop immediately before the device is picked up by a placement head,

3 ein Endoskop-Kamerasystem für ein optisches Inspektionssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 3 an endoscope camera system for an optical inspection system according to an embodiment of the invention,

4 ein optisches Inspektionssystem mit zwei Beleuchtungseinheiten in einer Draufsicht, 4 an optical inspection system with two lighting units in a plan view,

5 eine perspektivische Darstellung eines optischen Inspektionssystems, und 5 a perspective view of an optical inspection system, and

6 eine vergrößerte Darstellung der Bauelementerfassung mittels des in 5 dargestellten optischen Inspektionssystems. 6 an enlarged view of the component detection by means of in 5 illustrated optical inspection system.

An dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeichnung die Bezugszeichen von gleichen oder von einander entsprechenden Komponenten lediglich in ihrer ersten Ziffer und/oder durch einen angehängten Buchstaben unterscheiden.At It should be noted that in the drawing the Reference signs of identical or corresponding components only in its first digit and / or by an appended letter differ.

1 zeigt ein optisches Inspektionssystem 100 bei der Erfassung eines auf einem Wafer 140 befindlichen Bauelements 141 unmittelbar vor der Aufnahme des Bauelements 141 durch einen Bestückkopf 150. Das Bauelement 141 ist ein ungehäustes Bauelement, welches auch als Bare Die bezeichnet wird. Das Bauelement 141 ist in bekannter Weise auf einer klebrigen Trägerfolie 142 des Wafers 140 fixiert. 1 shows an optical inspection system 100 when capturing one on a wafer 140 located component 141 immediately before the recording of the device 141 through a placement head 150 , The component 141 is an unhoused component, which is also called Bare Die becomes. The component 141 is in a known manner on a sticky carrier film 142 of the wafer 140 fixed.

Das optische Inspektionssystem 100 weist eine Lichtleiteinrichtung 120 auf, welche gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Endoskop ist. Das Endoskop 120 ist mit einer in 1 nicht dargestellten Kamera optisch gekoppelt, welche die genaue Position des Bauelements 141 auf dem Wafer 140 erfasst. Das entsprechende Messlicht ist mit dem Bezugszeichen 131 gekennzeichnet.The optical inspection system 100 has a light guide 120 on, which is an endoscope according to the embodiment shown here. The endoscope 120 is with an in 1 not shown camera optically coupled, showing the exact position of the device 141 on the wafer 140 detected. The corresponding measuring light is denoted by the reference numeral 131 characterized.

Das optische Inspektionssystem 100 weist ferner eine erste Beleuchtungseinheit 160 auf, welche relativ zu dem Endoskop 120 derart angeordnet ist, dass eine Hellfeld-Beleuchtung des Bauelements 141 realisiert wird. Die Beleuchtungseinheit 160 umfasst eine Platine 161, auf welcher in einer kompakten Anordnung sog. SMD Leuchtdioden 162 angeordnet sind, die mittels einer nicht dargestellten Treiberschaltung angesteuert werden. Um eine möglichst gleichmäßige Beleuchtung des Bauelements 141 zu gewährleisten, weist die Beleuchtungseinheit außerdem eine Streuscheibe 163 auf. Somit ist das von der Beleuchtungseinheit 160 ausgesandte Hellfeld-Beleuchtungslicht 165 ein diffuses Licht, welches besonders gut für eine optische Vermessung geeignet ist.The optical inspection system 100 also has a first lighting unit 160 on which relative to the endoscope 120 is arranged such that a bright field illumination of the device 141 is realized. The lighting unit 160 includes a circuit board 161 on which in a compact arrangement so-called SMD LEDs 162 are arranged, which are controlled by means of a driver circuit, not shown. To ensure uniform illumination of the component 141 To ensure the lighting unit also has a lens 163 on. So that's the lighting unit 160 emitted brightfield illumination light 165 a diffused light, which is particularly well suited for optical measurement.

Durch eine genaue Positionsvermessung des Bauelements 141 kann der Bestückkopf 150 relativ zu dem Wafer 140 derart positioniert werden, dass bei einem Absenken eines hohlen Schafts bzw. einer Pinole 151, an welcher eine als Saugpipette ausgebildete Haltevorrichtung 152 aufgesteckt ist, das Bauelement 141 mittig aufgenommen wird. Für eine genaue relative Positionierung des Bestückkopfes kann der Bestückkopf 150 und/oder der Wafer 140 parallel zu der Ebene des Wafers 140 translatorisch verschoben werden.By a precise position measurement of the device 141 can the placement head 150 relative to the wafer 140 be positioned so that when lowering a hollow shaft or a quill 151 , on which a suction device designed as a suction pipette 152 is attached, the device 141 is recorded centrally. For a precise relative positioning of the placement of the placement 150 and / or the wafer 140 parallel to the plane of the wafer 140 be moved translationally.

Um mögliche Störkanten beispielsweise durch den Bestückkopf 150 und/oder die Saugpipette 152 zu vermeiden, kann das Endoskop 120 relativ zu der Ebene des Wafers 140 geneigt werden. Um die bei einer schrägen Vermessung zwangsläufig erzeugten Verzeichnungen zuverlässig korrigieren zu können, sollte Messlicht maximal in einem Beleuchtungswinkel von 45° auf das zu erfassende Bauelement 141 auftreffen. Der Beleuchtungswinkel ist in diesem Zusammenhang der Winkel zwischen der optischen Achse des Endoskops und der Normalen der Waferebene.To possible interference edges, for example, by the placement 150 and / or the suction pipette 152 The endoscope can be avoided 120 relative to the plane of the wafer 140 be inclined. In order to be able to reliably correct the distortions inevitably produced during an oblique measurement, measurement light should be at a maximum illumination angle of 45 ° to the component to be detected 141 incident. The illumination angle in this context is the angle between the optical axis of the endoscope and the normals of the wafer plane.

Das Endoskop 120, welches ein sog. Stabendoskop mit einem Durchmesser von ca. 3,8 mm ist, kann infolge einer schlanken Tubusform besonders nah an das abzubildende Bauelement 141 herangeführt werden. Auf alle Fälle ist das optische Inspektionssystem im Vergleich zu konventionellen Kamera-Beleuchtungssystemen deutlich Platz sparender.The endoscope 120 , which is a so-called. Stabendoskop with a diameter of about 3.8 mm, due to a slim tube shape particularly close to the component to be imaged 141 be introduced. In any case, the optical inspection system is significantly more space-saving compared to conventional camera lighting systems.

Es wird darauf hingewiesen, dass das Bauelement 141 auch durch ein seitliches Drehen des Endoskops mit gleichzeitiger zusätzlicher perspektivischer Verzeichnung das Bauelements 141 an der Abholposition inspiziert werden kann.It should be noted that the device 141 also by a lateral turning of the endoscope with simultaneous additional perspective distortion of the component 141 can be inspected at the pick-up position.

2 zeigt ein optisches Inspektionssystem 200 bei der Positionsvermessung eines so genannten Flip-Chips 241, welcher von einem Wendewerkzeug 207 von einer Trägerfolie 242 eines Wafers 240 entnommen und in einer um 180° gedrehten Orientierung einem Bestückkopf bereitgestellt wurde. Das Wendewerkzeug ist ein sog. Flip-Kopf 207, welcher zumindest zwei Bauelement-Haltevorrichtungen 209 aufweist und welcher um eine Drehachse 208 drehbar gelagert ist. 2 shows an optical inspection system 200 in the position measurement of a so-called flip-chip 241 , which of a turning tool 207 from a carrier film 242 a wafer 240 removed and provided in a direction rotated by 180 ° orientation a placement. The turning tool is a so-called flip-head 207 which has at least two component holding devices 209 and which about a rotation axis 208 is rotatably mounted.

Das gesamte optische Inspektionssystem 200 ist relativ zu einem Chassis 205 entlang einer Verschieberichtung verschiebbar, so dass sowohl das Endoskop 220 als die Hellfeld-Beleuchtungseinheit 260 in vertikaler Richtung 206 verschoben werden. Auf diese Weise ist das Inspektionssystem 200 zur Positionsvermessung von Bauelementen 241 verwendbar, die sich in unterschiedlichen Höhenlagen befinden.The entire optical inspection system 200 is relative to a chassis 205 displaceable along a direction of displacement, so that both the endoscope 220 as the bright field illumination unit 260 in the vertical direction 206 be moved. This is the inspection system 200 for measuring the position of components 241 usable, which are located at different altitudes.

Die Hellfeld-Beleuchtungseinheit 260 entspricht in ihrem Aufbau der in 1 dargestellten Beleuchtungseinheit 160, so dass die entsprechenden Komponenten der Beleuchtungseinheit 260, nämlich die Platine 261, die SMD Leuchtdioden 262 und die Streuscheibe 263 an dieser Stelle nicht erneut erläutert werden. Das von der Beleuchtungseinheit 260 erzeugte Hellfeld-Beleuchtungslicht 265 ermöglicht jedenfalls eine genaue Positionsbestimmung des Bauelements 241 durch das Messlicht 231, so dass eine zuverlässige Aufnahme des Bauelements 241 durch die Haltevorrichtung 252 möglich ist.The bright field illumination unit 260 corresponds in its structure to the in 1 illustrated lighting unit 160 so that the corresponding components of the lighting unit 260 namely, the board 261 , the SMD light-emitting diodes 262 and the diffuser 263 will not be explained again at this point. That of the lighting unit 260 generated bright field illumination light 265 allows in any case an accurate position determination of the device 241 through the measuring light 231 , allowing a reliable recording of the device 241 through the holding device 252 is possible.

3 zeigt ein Endoskop-Kamerasystem 310, welches beispielsweise in den in 1 und 2 dargestellten optischen Inspektionssystemen 100 bzw. 200 verwendet werden kann. Das Kamerasystem umfasst ein Endoskop 320, welches einen op tischen Eingang 320a und einen optischen Ausgang 320b aufweist. 3 shows an endoscope camera system 310 which, for example, in the in 1 and 2 illustrated optical inspection systems 100 respectively. 200 can be used. The camera system includes an endoscope 320 which has an optical input 320a and an optical output 320b having.

Das Endoskop 320 ist ein sog. Stabendoskop, welches ein starres Gebilde darstellt, das einen ersten Tubus 321 mit einem Durchmesser von lediglich ca. 3,8 mm und einen etwas dickeren zweiten Tubus 328 aufweist. Der optische Eingang 320a ist mit einem um 45° geneigten Reflektor 323 versehen, welcher gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein kleines Prisma ist. Das Prisma 323 hat den Effekt, dass das Gesichtfeld des Endoskops 320 relativ zu der Endoskop-Längsachse um 90° verkippt ist. Damit kann das Endoskop bei vielen Anwendung besonders nahe an das zu erfassende Objekt herangeführt werden, ohne dass das Endoskop beispielsweise bei einem Erfassungswinkel von 45° quer im Raum angeordnet sein muss.The endoscope 320 is a so-called rod endoscope, which is a rigid structure, the first tube 321 with a diameter of only about 3.8 mm and a slightly thicker second tube 328 having. The optical input 320a is with a 45 ° inclined reflector 323 provided, which is a small prism according to the embodiment shown here. The prism 323 has the effect of making the field of view of the endoscope 320 is tilted 90 ° relative to the endoscope longitudinal axis. Thus, the endoscope can be introduced in many applications particularly close to the object to be detected, without the endoscope, for example, at a detection angle of 45 ° must be arranged across the room.

Der optische Eingang 320a ist ferner mit einem Objektiv 322 versehen, welches gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ein Achromat, d.h. eine Linse oder eine Linsensystem mit einer geringen chromatischen Abberation ist. Der Achromat 322 hat den Vorteil, dass das Endoskop 320 ein großes Gesichtsfeld aufweist. Um eine hohe Lichtstärke des Endoskops 320 zu gewährleisten, sind in dem ersten Tubus 321 eine Mehrzahl von sog. Stablinsen 324 vorgesehen, die jeweils sowohl eine verlustarme Lichtleitung als auch eine besonders störungsfreie optische Abbildung ermöglichen.The optical input 320a is also with a lens 322 provided, which according to the embodiment shown here, an achromatic, ie, a lens or a lens system with a low chromatic aberration. The Achromat 322 has the advantage of having the endoscope 320 has a large field of view. To a high light intensity of the endoscope 320 to ensure are in the first tube 321 a plurality of so-called rod lenses 324 provided, each of which allow both a low-loss light pipe as well as a particularly trouble-free optical imaging.

Der optische Ausgang 320b ist über ein Okular 329 mit einer Kamera 330 optisch gekoppelt. Das Okular 329 wirkt dabei derart mit den Stablinsen 324 und dem Achromat 322 zusammen, dass insgesamt eine hohe Schärfentiefe des gesamten Endoskops 320 gewährleistet ist. Die Kamera 330 weist bevorzugt einen CCD Sensor auf, der mit einer Auswerteeinheit 332 über eine Leitung verbunden ist. Die Auswerteeinheit ist derart eingerichtet, dass durch einen schrägen Beobachtungswinkel verursachte Verzeichnungen kompensiert werden können.The optical output 320b is over an eyepiece 329 with a camera 330 optically coupled. The eyepiece 329 acts in such a way with the rod lenses 324 and the Achromat 322 Altogether, that means a high depth of field of the entire endoscope 320 is guaranteed. The camera 330 preferably has a CCD sensor, which is connected to an evaluation unit 332 connected via a line. The evaluation unit is set up such that distortions caused by an oblique observation angle can be compensated.

4 zeigt in einer Draufsicht ein optisches Inspektionssystem 400, welches eine Hellfeld-Beleuchtungseinheit 460 und eine Dunkelfeld-Beleuchtungseinheit 470 aufweist. Die Beleuchtungseinheit 470 ist unmittelbar neben einem Endoskop 420 angeordnet, welches über ein Okular 429 mit einer Kamera 430 optisch gekoppelt ist. Die Beleuchtungseinheit 460 ist räumlich derart angeordnet, dass aus Sicht des nicht näher dargestellten optischen Eingangs des Endoskops 420 ein Hellfeld-Beleuchtungslicht 465 auf das zu vermessende ungehäuste Bauelement 441 trifft. Die Beleuchtungseinheit 470 ist räumlich derart angeordnet, dass das Bauelement 441 mit einem Dunkelfeld-Beleuchtungslicht 475 beleuchtet wird. 4 shows a top view of an optical inspection system 400 which is a bright field illumination unit 460 and a dark field illumination unit 470 having. The lighting unit 470 is right next to an endoscope 420 arranged, which via an eyepiece 429 with a camera 430 optically coupled. The lighting unit 460 is spatially arranged such that from the perspective of the optical input of the endoscope, not shown 420 a bright field illumination light 465 on the unhoused component to be measured 441 meets. The lighting unit 470 is spatially arranged such that the device 441 with a dark field illumination light 475 is illuminated.

Die Beleuchtungseinheit 460 bzw. 470 weist ebenso wie die oben anhand von 1 erläuterte Beleuchtungseinheit 160 eine Platine 461 bzw. 471, SMD Leuchtdioden 462 bzw. 472 sowie eine Streuscheibe 463 bzw. 473 auf. Eine erste Halterung 464 dient der Befestigung der ersten Beleuchtungseinheit 460. Eine zweite Halterung 474 dient der Befestigung der zweiten Beleuchtungseinheit 470.The lighting unit 460 respectively. 470 as well as the above based on 1 explained lighting unit 160 a circuit board 461 respectively. 471 , SMD LEDs 462 respectively. 472 and a diffuser 463 respectively. 473 on. A first holder 464 serves to attach the first lighting unit 460 , A second holder 474 serves to attach the second lighting unit 470 ,

5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines optischen Inspektionssystems 500. Die zu vermessenden Bauelemente (nicht dargestellt) befinden sich oberhalb eines Querträgers 580, welcher eine erste Halterung 564 und eine zweite Halterung 574 miteinander verbindet. Die erste Halterung 564 dient der Befestigung einer Hellfeld-Beleuchtungseinheit 560. Die zweite Halterung 574 dient der Befestigung einer Dunkelfeld-Beleuchtungseinheit 570. Die beiden Beleuchtungseinheiten sind gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel genauso aufgebaut wie die in 1 dargestellte Beleuchtungseinheit 160. 5 shows a perspective view of an optical inspection system 500 , The components to be measured (not shown) are located above a cross member 580 which is a first holder 564 and a second holder 574 connects with each other. The first holder 564 serves to attach a brightfield illumination unit 560 , The second holder 574 serves to attach a dark field illumination unit 570 , The two lighting units are constructed according to the embodiment shown here as well as in 1 illustrated lighting unit 160 ,

Das Inspektionssystems 500 weist ein Stabendoskop 520 auf, welches einen optischen Eingang 520a zum Sammeln von Messlicht und einen optischen Ausgang 520b aufweist, der über ein Okular 529 mit einer Kamera 530 optisch gekoppelt ist. Die Kamera weist einen nicht dargestellten lichtsensitiven Sensor auf, welcher beispielsweise ein zweidimensionales CCD Sensorarray ist. Um zum einen eine stabile Halterung der Beleuchtungseinheit 570 und zum anderen ein nahes Heranführen des optischen Eingangs 520a and den Erfassungsbereich oberhalb des Querträgers zu ermöglichen, ist in der Halterung 574 eine Öffnung 581 ausgebildet, in welche der vordere Abschnitt des Endoskops 520 hineinragen kann.The inspection system 500 has a rod endoscope 520 on, which has an optical input 520a for collecting measuring light and an optical output 520b which has an eyepiece 529 with a camera 530 optically coupled. The camera has a light-sensitive sensor, not shown, which is, for example, a two-dimensional CCD sensor array. For a stable mounting of the lighting unit 570 and on the other hand, a close approach of the optical input 520a and to allow the detection area above the cross member is in the holder 574 an opening 581 formed into which the front portion of the endoscope 520 can protrude.

6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des optischen Inspektionssystems 500, welches nunmehr mit dem Bezugszeichen 600 versehen ist. Die zu vermessenden Bauelemente 641, welche auf einer Trägerfolie 642 eines Wafers lösbar fixiert sind, werden über einen optischen Eingang 620a eines Endoskops 620 von einer nicht dargestellten Kamera erfasst. Das entsprechende Messlicht ist mit dem Bezugszeichen 631 versehen. Zur Beleuchtung der zu vermessenden Bauelemente 641 ist zum einen eine Hellfeld-Beleuchtungseinheit 660 vorgesehen, welche mittels einer ersten Halterung 664 räumlich fixiert ist. Das entsprechende Hellfeld-Beleuchtungslicht ist mit dem Bezugszeichen 665 versehen. Zum anderen ist eine Dunkelfeld-Beleuchtungseinheit 670 vorgesehen, welche mittels einer zweiten Halterung 674 räumlich fixiert ist. Das entsprechende Hellfeld-Beleuchtungslicht ist mit dem Bezugszeichen 675 versehen. 6 shows an enlarged view of the optical inspection system 500 , which now with the reference numeral 600 is provided. The components to be measured 641 , which on a carrier foil 642 of a wafer are releasably fixed, via an optical input 620a an endoscope 620 detected by a camera, not shown. The corresponding measuring light is denoted by the reference numeral 631 Mistake. To illuminate the components to be measured 641 is on the one hand a bright field illumination unit 660 provided, which by means of a first holder 664 is spatially fixed. The corresponding bright field illumination light is denoted by the reference numeral 665 Mistake. On the other hand is a dark field illumination unit 670 provided, which by means of a second holder 674 is spatially fixed. The corresponding bright field illumination light is denoted by the reference numeral 675 Mistake.

Die zweite Halterung 674 ist mit einer Öffnung 681 versehen, durch welche ein vorderer Abschnitt des Endoskops 620 geführt ist.The second holder 674 is with an opening 681 provided through which a front portion of the endoscope 620 is guided.

Die beiden Halterungen 664 und 674 sind über einen Querträger 680 verbunden, welcher eine Aussparung 682 aufweist. Die Aussparung 682 ermöglicht eine Bewegung eines nicht dargestellten Bestückkopfes nahe der Waferoberfläche. Der Bestückkopf ist insbesondere ein sog. Revolverkopf, bei dem eine Mehrzahl von Haltevorrichtungen in einer sternförmigen Anordnung um eine Drehachse drehbar sind.The two brackets 664 and 674 are over a crossbeam 680 connected, which has a recess 682 having. The recess 682 allows movement of a placement head, not shown, near the wafer surface. The placement head is in particular a so-called turret, in which a plurality of holding devices are rotatable about an axis of rotation in a star-shaped arrangement.

Es wird darauf hingewiesen, dass die beiden Beleuchtungseinheiten 660 und 670 unabhängig voneinander ansteuerbar sind, so dass abhängig von den optischen Eigenschaften der Oberflächen der Bauelemente 641 eine Hellfeld-Beleuchtung und/oder eine Dunkelfeld-Beleuchtung eingestellt werden kann. Ferner ist bei besonders schwer zu erfassenden Bauelementen auch eine sequentielle Bauelement-Erfassung mit zwei unterschiedlichen Beleuchtungsarten möglich, wobei eine genaue Vermessung erst durch die Auswertung von zwei bei unterschiedlichen Beleuchtungen aufgenommenen Bildern ein und desselben Bauelements möglich ist.It should be noted that the two lighting units 660 and 670 are independently controllable, so that depending on the optical properties of the surfaces of the components 641 a bright field illumination and / or a dark field illumination can be adjusted. Furthermore, in the case of components which are particularly difficult to detect, sequential component detection with two different types of illumination is also possible, with accurate measurement being possible only by evaluating two images of one and the same component recorded with different illuminations.

Die dargestellten optischen Inspektionssystem ermöglichen jedoch nicht nur die Vermessung von elektronischen Bauelementen. Die Inspektionssystem eignen sich vielmehr auch für eine Erkennung (a) von Marken beispielsweise auf Leiterplatten, (b) von Kanten von Objekten, (c) von Inkpunkten beispielsweise zur individuellen Kennzeichnung von einzelnen Bauelementen oder (d) von sonstigen Strukturen oder Konturen.The However, not only do the optical inspection system shown enable Measurement of electronic components. The inspection system Rather, they are also suitable for a recognition (a) of marks, for example on printed circuit boards, (b) of edges of objects, (c) of Inkpoints for example for individual marking of individual components or (d) of other structures or contours.

Es wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich ein beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.It It should be noted that the embodiments described herein only a limited one Choice of possible variants represent the invention. So it is possible the characteristics of individual embodiments suitably combine with each other, so for the skilled person with the explicit variants here a variety of different embodiments as obvious to be disclosed.

Zusammenfassend bleibt festzustellen:In summary, it remains to be stated:

Es wird ein optisches Inspektionssystem 100 zur Vermessung von elektronischen Bauelementen 141 beschrieben, welche sich in einem vorgegebenen räumlichen Erfassungsbereich befinden. Das Inspektionssystem 100 weist auf eine Kamera 330, welche zur Erfassung eines in dem Erfassungsbereich befindlichen Bauelements 141 eingerichtet ist, und eine Lichtleiteinrichtung 120, 320, welche einen optischen Eingang 320a und einen optischen Ausgang 320b aufweist, wobei der optische Ausgang 320b mit der Kamera 33) optisch gekoppelt ist und der optische Eingang 320a an den Erfassungsbereich herangeführt ist. Die Lichtleiteinrichtung ist bevorzugt ein Endoskop 120, 320, welches ein nahes Heranführen des optischen Eingangs 320a an zu vermessende Bauelemente 141 ermöglicht und somit eine Bauelementerfassung ohne größere Störkanten gewährleistet. Bevorzugt sind ferner zwei Beleuchtungseinheiten 660, 670 vorgesehen, wobei eine Beleuchtungseinheit 660 für eine Hellfeld-Beleuchtung und die andere Beleuchtungseinheit 670 für eine Dunkelfeld-Beleuchtung des Erfassungsbereichs vorgesehen ist. Das optische Erfassungssystem 100 lässt sich im Vergleich zu herkömmlichen Inspektionssystemen innerhalb einer deutlich kompakteren Bauform realisieren, so dass auch eine Inspektion von ungehäusten Bauelementen möglich ist, die sie noch auf einem Waferträger befinden.It becomes an optical inspection system 100 for the measurement of electronic components 141 described, which are located in a given spatial detection area. The inspection system 100 points to a camera 330 , which for detecting a component located in the detection area 141 is set up, and a light guide 120 . 320 which has an optical input 320a and an optical output 320b having, wherein the optical output 320b with the camera 33 ) is optically coupled and the optical input 320a is introduced to the detection area. The light-guiding device is preferably an endoscope 120 . 320 which is a close approach to the optical input 320a to be measured components 141 allows and thus ensures component detection without major interference edges. Furthermore, two lighting units are preferred 660 . 670 provided, wherein a lighting unit 660 for a bright field illumination and the other illumination unit 670 is provided for a dark field illumination of the detection area. The optical detection system 100 Compared to conventional inspection systems, it can be implemented within a much more compact design so that it is also possible to inspect unhoused components that are still located on a wafer carrier.

Claims

Optical inspection system for measuring electronic components ( 141 ), which are located in a given spatial detection area, the inspection system ( 100 ) comprising • a camera ( 330 ), which is used to detect a component in the detection area ( 141 ), and • a light-conducting device ( 120 . 320 ), which has an optical input ( 320a ) and an optical output ( 320b ), wherein the optical output ( 320b ) with the camera ( 330 ) is optically coupled and the optical input ( 320a ) is brought to the detection area.

An optical inspection system according to claim 1, wherein the light-guiding device is an endoscope ( 120 . 320 ).

Optical inspection system according to claim 2, wherein the endoscope ( 120 . 320 ) is a rigid structure.

Optical inspection system according to one of claims 2 to 3, wherein the endoscope ( 120 . 320 ) is arranged such that a component located in the detection area ( 141 ) is detectable at an oblique angle.

Optical inspection system according to one of claims 2 to 4, wherein the endoscope ( 120 . 320 ) is arranged such that components ( 141 ) at least in the vicinity of its pick-up position before being picked up by a holding device ( 152 ) of a placement head ( 150 ) are measurable.

Optical inspection system according to one of claims 2 to 5, wherein the endoscope ( 120 . 220 . 320 ) relative to a chassis ( 205 ) is slidably mounted.

Optical inspection system according to one of claims 2 to 6, wherein the endoscope ( 120 . 320 ) an optical deflection element ( 323 ), which at the optical input ( 320a ) is arranged.

An optical inspection system according to claim 7, wherein the endoscope ( 120 . 320 . 520 ) is rotatably mounted.

An optical inspection system according to any one of claims 1 to 8, additionally comprising A first lighting unit ( 160 . 460 . 660 ) arranged to illuminate the detection area at a first angle.

Optical inspection system according to one of claims 1 to 9, additionally comprising • a second illumination unit ( 470 . 670 ) arranged to illuminate the detection area at a second angle.

Optical inspection system according to one of claims 9 to 10, wherein the first illumination unit ( 160 . 460 . 660 ) and / or the second lighting unit ( 470 . 670 ) a board ( 161 . 461 . 471 ), on which a plurality of light-emitting diodes ( 162 . 462 . 473 ) are arranged.

Optical inspection system according to one of claims 1 to 11, additionally comprising • one of the cameras ( 330 ) downstream evaluation unit ( 332 ) for position detection and / or for Typerkennung of optically detected components ( 141 ).

Optical inspection system according to claim 12, wherein the evaluation unit ( 332 ) is arranged such that a distortion of one of the camera ( 330 ) of a component ( 141 ) is compensatable.