TW200901349A - Vision inspection system for semiconductor devices - Google Patents

Description

200901349 九、發明說明· 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種影像檢測系統，而更特別地，係 有關於一種用於半導體元件的影像檢測系統，其可縮減用 於像是記憶體模組等的半導體元件之一自動光學檢测系統 的設備尺寸，並提升檢測速度。 【先前技術】 半導體元件，包括記憶體模組，係透過—系列的製程 製造，並於出貨前接受精確的檢測。不只是半導體元件封 裝的内部缺陷，還有半導體元件的微小外表缺陷，都會嚴 重地影響此種半導體封裝的效能。所以，精確的檢測1括 各種檢測，像是使用影像照相機（v i s i on-camera)對半導體 元件進行外表檢測，還有半導體元件的電子操作檢測。 一般來說’半導體元件的外部缺陷，特別是球狀陣列 (Ball Grid Array，BGA)與引線（lead)的缺陷，可能會在 將半導體元件組裝至印刷電路板（Printed Circuit Board, PCB)的過程中發生。因此，對引線或球狀陣列的檢測變得 相當重要。 韓國專利申請案第0663385號「用於半導體元件的影 像檢測系統（Vision inspection system for semiconductor devices)」一案中揭示了用以檢測半導體 元件的外表的系統之範例。「用於半導體元件的影像檢測系 統」一案係由本發明申請案的同一申請人所提出與註冊。 其中所揭示之用於半導體元件的影像檢測系統包括 一被設置於一系統主體前方的載入區域（A)，用以安裝一載 7 200901349

入堆疊器，讓承載了要被影像檢測的托盤可以堆疊於其 中，一挑選區域（B)被設置於一系統主體前方與該載入區域 (A)的一側，讓在其中的半導體元件可被挑選為好的半導體 元件與有缺陷的半導體元件，一被設置於系統主體上的清 潔區域(C )，用以讓要被影像檢視的半導體元件在其中被清 潔’一影像檢視區域（D)，用以檢視在清潔區域（〇中被清 潔過的半導體元件的前後表面，一處置區域（E)，用以在其 中移動一處置器來拾取半導體元件以便影像檢測，—緩衝 區域（F)，用以讓被影像檢測的半導體元件可被放回其中， 以及一回收區域（G)，用以讓透過載入區域（A)供應的托盤 之中的空的托盤，能夠被傳送至緩衝區域（F)。 此外，一空的托盤區域可被設置於系統主體的前方， 用以讓空的托盤堆疊於其中。 然而，在傳統的用於半導體元件的影像檢測系統中， 載^區域係用來堆疊承載了要被影像檢測的半導體元件之 托盤，挑選區域係根據影像檢測的結果將半導體元件抵、琴 ，好的半導體元件财缺陷的半導體元件，而回收區域^ 是f空的托盤供應給緩衝區域，這些區域㈣了系統主體 後方’也就是工作空間。因此’安裝空間無法有 ^同有Ϊ要額外地提供空的_區域來堆疊、 上:提供用來承載經過影像檢測而被挑選 為好的體元件或有缺_半導體 縮減設備的尺寸。 口此也很難 【發明内容】 因此’本發明是基於上述問題作為出發點，而本發明的 8 200901349 個目的疋七供一種用於半導體元件的影像檢測系統(vision mSpectlonsystem) ’其可承載一要被影像檢測的托盤，還有一用 以承載根據L ϋ的影像檢測結果被挑選為好的半導體元 件之卸載托盤(unloading tray)，並根據影像檢測結果分配好 導體元件至-堆疊在同—載人㈣的托盤或堆疊在相對的載入 為内的托盤，藉此省略了_提供載人轉㈣ 以可縮減設備的尺寸。 文

㈣ί/ 制於半導體7^的影像檢測 度 =先射其可父替地與連_執行滅的傳送與在影像檢測系統 =相對·減之影像檢測，觀提升影咐、統的檢測速 李/==的是提供—種用於半導體元件的影綱 ^統’其係被建構為-結構，其中同一載入器内堆疊的托盤可 :為要被影像檢_載人托盤，承載好的轉體元件的卸載托 及承載好的轉體元件顧以翻移除了有缺陷的半導 =件的空的空間之緩衝托盤(buffef tfay)，藉此省 外的緩衝區域的需要，所以可縮減設備的尺寸。 '、 本發日又另-目的是提供—_解導體元件 ^糸統’其制了引導結構(gentry細㈣並提供時“ ，向之尺寸，與-傳統的影像檢測系統相較下，前 j像照相機係被架設於—系統主體的相對端，使得1中—個 衫像照相機在向前與向後的方向會有另—影像照相機跟隨著。 種用iiirr個型態，上述與其他的目的可藉由提供— 侔2 件之影像檢_絲達成，其可拍攝半導體元 '面並自動地根據該等拍攝的結果判定該等半導體元件是 9 200901349 否為有缺陷的，該影像檢測系統包括一系統主體、 體:前方的相對端之载入器’每一該載入器係被： 構為〜構，其中複數個承載半導體元件的托盤係被推疊 =等托盤可往上雜下軸，第—與第二傳送細向前盘向 =Γ=等個別的載入器的後方’以便向前與向後 也傳k托盤’-包括—對被架設於個別的傳送執之間的影像昭 影f檢測單元’用以拍攝半導體元件的前與後表面，第 =::r體:r並透過側對側的水= 件，一被采设於個別的傳送執之間的撿出哭移 動力早兀_則丨導該等個別的傳送撿出器之側對側水平移^, 的傳送執之間的該等個別的載人器後方的廢 分配已完成影像檢測之半導體元件至該等廢ί托盤盘 由°亥等個別的載入器所抽出之該等托盤。 ^ 發明的另一個型態，本發明係提供一種两於半道胁 ;等系統’用以拍攝半導體元件的表面並自動二 的相對端之第一與第二載入器，每 的别方 構，其中複數個承載半導體 I 冓為-結 盤可往上或往下移動；一包括被’使得該等托 之間的該系統主體的後方的~第1二二ώf的載入器 相機之影像檢測單元，用以拍攝半^體^二二第二影像照 等個別的載入器與該影像檢測單元之;:的= 用以承载有缺陷的半導體元件；—被架設於該等個^載二 10 200901349 的後方之撿出器模組， 以向前與向後的 要被影像檢測之半導體元件， 與分配已辦，《及挑選 個別的载入器所抽出之#牛至该等廢品托盤或由該等 方之撿出器移動單元，^二=架設於該等载入器的後 動；以及-引導單元^出益模組的向前與向後移 平祕以從-側移動該動單元的侧對侧水 【貫施方式】 以下將參考附屬圖表詳細 熟悉f支藝者能夠輕易地理解與重製本發明知例’以俾 弟一圖所示為根據本發明 半導體元件的檢測机锯&铉 例所不之用於 夫老图- 第二_示為第—圖的側視圖。 :^本杳明係有關於一影像檢測系統，1相 攝半¥體元件的表面並自動地根據該等拍攝的結果判定該 等半導體7L件是否為有缺_，該影像檢測系統包括' ，主體100、—載入器單元（loader unitmo、—傳送執 單元（transfer rail unit)12G、一影像檢測單元13〇、傳 送撿出器單元（transfer pickerunit)14〇、撿出器移動單 元150、一廢品托盤（rej‘ect tray)16〇、以及一挑選裝置 載入器單元110内堆疊了複數個用以承载半導體元件 之托盤300。载入器單元ι1〇包括一對載入器，也就是第 一載入器111與第二載入器112，被架設於系統主體1〇〇 的前方的相對端。 在本發明的第一較佳實施例中，儘管沒有具體地顯示 於圖中，不過每一載入器1U與112較佳地包括—用以升 200901349 起的提昇裝置（lifting device)(圖中未顯示）用以抬起 與降低堆疊於其間的托盤300,同時控制粍盤3〇〇的高^。 同樣地，儘管沒錢示於圖巾，很地，根據本^"的 第一較佳實施例之影像檢測系統更包括一索引裝置 (indexing device)，用以抽出由每一個提昇裝置放置 預先決定的高度之每一載入器lu與112的托盤， 托盤置入每一載入器U1與112中。 傳送執單元120包括被架設於個別載入器lu與 的後方之-第-傳送執121與—第二傳送執122，使得 由出的，盤300可以向前與向後地在個別的傳送軌ΐ2ι與 i Z Z上傳送。 、 衫像檢測單元130包括一對被架設於第一 與第二傳送執122之_—組影像照 就 像照相機131與第二影像照相機132，使得二:: 機131在向前與向後的方向合有第_ …、目 —« θ頁弟—影像照相機132跟搾 者，用以拍攝半導體元件的前與後表面u 統更====二實施 第二清潔請，用以在第一影像照相機 照相機132對半導體元侏推并旦，你认 ，、弟一衫像 件。 才牛V體疋件進订影像檢測前清潔半導體元 一半==的’像是粉塵或污染物黏在 的關係而被判定為 檢測錯誤的^的表面之外來物質’藉此消除會造成 12 200901349 傳送撿出器單元140包括一可於系統 一側移至另—侧的第-傳送撿出器⑷與—第二 由影像檢测單元⑽進與傳送的半導體元件可 的-;=====設=別的傳送軌之間 使得第—撿“移^ 151與第動器脱， 側延伸至-側’以便導引第—傳送撿^52由二 撿出器142之側對側水平移動。 〜與第二傳送 廢品托盤160係被架設於個別 ，二與= 體元件’或者要被分配至ΐ=;=托盤的半導 出之托盤的半導體元件/⑽所抽 被判置170傳送根據影像檢測的結果而 破叙為有缺^的半導體元件至廢品托盤160，並分配被 體元件至由個別的被判定為好的半導 並分配被狀為好的半導體元件至托^=^的托盤300 ’ μ根據ΐ發明的第—較佳實施例之用於半導體元件的影 巧測糸：’好的半導體元件會被挑選與分配至在影像檢 測則被抽出之對應的托盤。因此，個別的载入器可作為卸 13 200901349 載器與载入器 更特別地，其中一個托盤係由第— 5 ^ .. 载入β 111抽出並 得达至弟一傳送執121的後方。 mi 卜^ 承载於被抽出的托盤上之 +導體tl件係㈣—傳送撿出器131傳送，_ 導體7L件的影像檢測。 s 镇接Γ其中—個托盤係由第二載人器112抽出並傳 达至弟二傳送幸九122的後t ’此時，托盤係處於待命狀態。

當完成了對位於第-傳送軌121上的托盤所承載的半 ¥體凡件之影像檢測後，半導體元件會被放回個別的托 盤，而托盤會被向前傳送。接著，位於第二傳送軌122上 的托盤所承載的半導體元件會由第二傳送撿m2傳 送，藉此可進行半導體元件的影像檢測。 此時，在已經完成影像檢測的半導體元件中被判定為 有缺陷的半導體元件，會經由挑選裝置17〇被分配至對應 的廢品托盤160’而被#仪是好的半導體元件會被置入第 -載入器111巾’其中好的半導體元件會被承載於個別的 托盤中。 接著，另一承載了要被影像檢測的半導體元件的托盤 會由第一載入器111被抽出，並沿著第一傳送執121被傳 送至系統主體的後方。此時，被抽出的托盤係處於待命狀 態。 當完成了對位於第二傳送執丨22上的托盤所承載的半 導體7L件之影像檢測後，托盤會被向前傳送。接著，會進 行對第一傳送軌121上的托盤所承載的半導體元件之影像 檢測。 14 200901349 此時，位於第二傳送執122上的托盤所承载的半導體 元件中被判定為有缺陷的半導體元件，會被分配至對應的 廢品托盤160,而被判定是好的半導體元件會被置入第二 載入器112中，其中好的爭導體元件會被承載於個別的托 盤中。

接著，在已經完成影像檢測的半導體元件中被判定 為有缺陷的半導體元件，由位於第一傳送軌上的托盤所承 載，會被分配至對應的廢品托盤16〇，而另一個托盤會由 第一载入器111抽出，使得已經影像檢測過的托盤之空的 空間會由承載於被抽出的托盤上的好的半導體元件所填 滿。 接著，一系列的傳送、挑選與檢測的過程會被重複地 執行，而當已經影像檢測過的托盤由於移除有缺陷的半導 體元件而產生出空的空間，已經影像檢測過的托盤之空的 空間會由堆疊在個別的載入器内的拕盤上之好的半導體元 件所填滿。所以，在同一载入器内的托盤可作為载入托盤、 卸載托盤、與緩衝托盤。 1 如上所述，根據本發明的一個型態之用於半導铲元件 =檢測系統’架設於系統主體的相對端之個別二 被ί二==檢測的半導體元件之托盤，也有承; 皮W疋為好的丰導體元件之托盤。所 與卸== 係連續錄彳，雜檢測流種 根據本發明的第—較每 像檢測系統，就只 用於半導體元件的影 手、充就另方面來說，好的铸體元件可被挑選 200901349 與分配至相對於托盤在影像檢測前就被抽出的載入哭 入器。所以，個別的載入器可作為相對的載入器之卸°载器戟 更特別地，一個托盤從第一載入器lu被抽出 至第-傳送軌121的後方。而被抽出的托細承载的= 體元件係由第一傳送撿出器131所傳送，藉此可進 莫 體元件的影像檢測。 接著，一個托盤從第二载入器112被抽出 二傳送軌122的後方’此時’被抽出的托盤係處於待命= 態。 當完成了對位於第一傳送轨121上的托盤所承載 ¥體兀件之影像檢測後，半導體元件會被放回個另H 盤，而托盤會被向前傳送。接著，位於第二傳 = 的托盤所承載的半導體元件會由第二傳送檢出器、13= 送，藉此可進行半導體元件的影像檢測。 、 此時，在已經完成影像檢測的半導體元件中 有缺陷的半導體讀，會經由挑選裝置m被 摩 的廢品托盤⑽’而被狀是好的料體元件會被置= 托盤中。 +導體讀會被承载於個別的 承載了被挑選與分配的轉體元件之托盤會被置 ==第T，要被影像檢測的半導體: 仵之托盤會從弟一载入器U1被抽出。 接著’從第-載入胃lu被 ”12"皮傳送至系統主體的後方。此時，被心 係處於待命狀態。 码的托盤 16 200901349 導體元=成了對位於第二傳送執122上的托盤所承載的丰 凡件之影像檢測後，接著會對第一傳 + 盤所承_半_元件_像檢測。傳讀121上的托 有缺陷:半;:弟:::軌122上的托盤會被向前傳送， ㈣主/導體轉會被分配至對應的廢品㈣％ 盤中。導體凡件會被分配至從第—載人器U1所抽出的托

地執2來’―系列的傳送、挑選與檢測的過程會被重複 女上所述，根據本發明的另一個型態之用於半一 ，的影，檢測系統’架設於系統主體的相對端之個別栽^ 裔不僅容納了承載要被檢測的半導體元件之托盤，也 載被判定為好的半導體元件之托盤。同時，侧的載入= =作為相對的載人器之卸載器。所以，根據本發明的影^ 檢測系統與傳統包括個別的載入器與卸載器之影像檢=系 統，較下’其尺寸可大幅縮減。同樣地，影像檢測流程係 連縯地執行，所以檢測速度也會提升。 此外，在本發明的較佳實施例中，當已經影像檢測過 的托盤由於移除有缺陷的半導體元件而產生出空的空間， 已經影像檢測過的托盤之空的空間可由堆疊在同一載入器 内的托盤上之好的半導體元件所填滿。因此，本發明不需 要提供額外的缓衝區域，所以可縮減設備的尺寸，在挑選 半導體元件時也不會降低檢測速度。 第二圖所示為根據本發明的一第二實施例所示之用於 半導體元件的檢測設備。在此實施例中，與第一圖所示的 影像檢測系統的組件相同者將不再詳細描述。 200901349

參考第二圖，本發明的第二較佳實施例係有關於— 用於半導體元件之影像檢測线，用以拍攝半導體元件 表面並自動地根據拍攝的結果判定半導體元件是 陷的’該影像檢剛系統包括-系統主體200、-载I器^ 兀210、一影像檢測單元22〇、廢品托盤23〇、一撿出哭 組240、一撿出器移動單元25〇、以及一引導單元2即。、 載入器單兀210包括被架設於系統主體2〇〇的 相，端之-第-載入器211與一第二載入器212，第 入器211與第二栽入器212分別堆疊了複數個承載 兀件的托盤，使得托盤可往上或往下移動。 ，一 影像檢測單元220包括一對影像照相機’也就 設於系統主體200的後方介於傳送軌121與122之 二 第一影像照相機221與一第二影像照相機222，使尸第一 影像照相機221與第二影像照相機222㉟並肩 ^ 以拍攝半導體元件的前與後表面。 清潔單元270個別地被架設於第一影像照相機221盥 第二影像照相機222的前方’用以清潔半導體元件的表面 廢品托盤230係架設為介於個別的載入器211與212'^及 個別的影像照相機221與222之間，用以承載被判 缺陷的半導體元件。 疋，、、、有 撿出器模組240係被架設於載入器211與212的後 方’用以拾取要被影像檢測的半導體元件，向前與向後$也 傳送該被拾取的半導體元件，以及挑選與分配已完 檢測之半導體元件至廢品托盤或由個別的载入器70 21 ^鱼 212所抽出之托盤。 ° 在本發明的第二實施例中，係使用單一撿出器模組來 18 200901349 傳达與挑選半導體元件，因此得以簡化影像檢㈣統的結 構。 、° 同時，撿出器移動單元250係被架設於個別載入器211 與212的後方，使得撿出器移動單元25〇在向前與向後的 方!^伸’用以引導撿出器模組24G的向前與向後移動。 ί丨導t(gentry Unit)260係被架設用以引導撿出器移動 平兀 的側對側水平移動以從一側移動撿出器

至另一側。 丨夭、、'且Z4U 播、，担/延，在本發明的第二實施例中係採用引導级 冓，ί、能夠同時地執行傳 : 組，因此，影傻柃、、目,丨么^ ®态杈 統的尺寸相較下縱向尺寸與傳統的影像檢測系 相機係被架設於縮減，本發明係被建構為影像照 照相機在向前與向後的對端，使得其中-個影像 從以上的敘述中影像照相機跟隨著。 導體元件的影像檢測;^ ’根據本發明之用於半 有-用以承載根據同二·σ水載要被影像制的技盤，還 的半導體70件之卸入11的影像檢測結果被挑選為好 半導體元件至一堆疊了丄並根，影像檢測結果分配好的 的载入器内的牦盤I同：載入器内的托盤或堆疊在相對 的需要，所以本發明省略了個別提供載人器與卸載器 同樣地，根據本=可縮減設備的尺寸之功效。 統可交替地與連續地之用於半導體元件的影像檢測系 對端的托盤之影像吨盤的傳送與影像檢喝統的相 統的檢測速度之功致/。、，所以本發明具有提升影像檢測系 同樣地，根據本 X之用於半導體元件的影像檢測系 19 200901349 統係被建構為—結構，其中同— 為要被影像檢測的載入托盤，承疊的托盤可作 托盤，以及承载好的半導體43=導體元件峨 的半導體元件的空的空間之了有缺陷 ::=員外的緩衝區域的需要之功效，所以可縮減設備 採用本Γ之用於半導體元件的影像蝴 構，並提供可同時執行傳送過程與挑選過程之 =作組，藉此縮減影像檢測系統的縱向之尺寸，斑一 傳、:先的影像檢測系統相較下，前者係、被建構為昭相 係被架設於一系統主體的相對端， 二個旦” 械在向刖與向㈣方向會有另—影像照相機跟隨著。 “儘管本發明已經透過較佳實施例加以說明，熟悉 蟄者應可了解，在不丨孛離以'' Γ甲Ώ月專利乾圍所揭示之本發 ㈣辄讀精神下，有可能有各歸改、添加與替代 Λ。 【圖式簡單說明】 明的上述與其他目的、特點和其他優點將可透過以下 的砰細况明與附屬圖表做更詳細的了解，其中： 第一圖所示為根據本發明的一第— 體元件的影像檢_統； ，關所较·半導 ，二圖所示為第—_侧視圖，且影像檢測單元及 70自弟一圖移除；以及 ’、早 圖所示為根據本發明的一第二實施例所示之 體几件的影像檢測系統。 導 20 200901349 【主要元件符號說明】 10 0糸統主體 110載入器單元 111第一載入器 112第二載入器 120傳送軌單元 121第一傳送執 122第二傳送執 130影像檢測單元 131第一影像照相機 132第二影像照相機 140傳送撿出器單元 141第一傳送撿出器 142第二傳送撿出器 150撿出器移動單元 151第一撿出器移動器 152第二撿出器移動器 160廢品托盤 170挑選裝置 180清潔單元 181第一清潔器 182第二清潔器 200系統主體 210載入器單元 21 200901349 211第一載入器 212第二載入器 220影像檢測單元 221第一影像照相機 222第二影像照相機 230廢品托盤 240(241, 242)撿出器模組 250(251，252)撿出器移動單元 260(261，262)引導單元 270清潔單元 300托盤 22

Claims (1)

1. 200901349 十、申請專利範圍： 1、-種用於半導體元件的影像檢測系统，用以拍攝 體元件的表面並自動地根據該等拍攝的結果判定該等半，蛉 件是否為有缺陷的，該影像檢測系統包含： Λ、冷體凡 一系統主體； 一對載入器，其被架設於該系統主體的前方的相對沪，亇 -該載入器係被建構為-結構，其中複數個承載半 托盤係被堆疊，使得該等托盤可往上或往下移動；—、 、第二與第二舰細向前與向後的方向贿設於 的載入器的後方，以便向前與向後地傳送托盤； 、 -影像檢測單元，其包括—對雌設於朗的傳送執 的影像照械之，用以涵半導體元件的前與後表面；a 第-與第二傳送撿出器，用以從位於個別傳送軌上 ===::導體元件’並透過側對側的水飾 別職其被架設於介於個酬傳送執之間的該等個 別的載入器的後方’用以承載有缺陷的半導體元件；以及 件至;二挑選與分配已完成影像檢測之半導體元 件至^廢：托盤與由該等個別的載人器所抽出之該等托盤。 步包含：%專利圍第1項所述之影像檢測系統，其進一 對料其被架設於該影像檢測單元的前方，用以在 ¥體兀件進行該影像檢測前清潔該等半導體元件的ί 23 200901349 面。 1豕傲涓系 甘士如々申請專利範圍第1項或第2項所述之影像： 應的# Ϊ等個別的載入器分配好的半導體元件至一屬於节對 出，猎此使得該等_的載人时作域人器與卸^所抽 够上請專利範圍第1項或第2項所述之影像檢測系 >，，，、中“相別的載人器分配好的半導 、: 料斜座μ =載°°的托盤，該托盤係於該影像檢蜊前 兮Ϊ相二恭人11所抽出，藉此使得該等個別的載人器相對於 5亥羊相對的載入器係作為卸載器。 於 種用於半導體71件的影像檢測系統，用以拍攝半導 杜曰表面亚自祕根據該等拍攝的結果判定該等半導體Γ 件疋否為有缺陷的，該影像檢測系統包含： 一系統主體； 端，i =二載人器’其被架設於該系統主體的前方的相對 2 器係被建構為—結構，其中複數個承載半導J 讀的托盤係被堆疊，使得該等托盤可往上或往下移動；、- 二影像檢測單元，其包括被架設於介於料侧的载入哭 Ή系統主體的後方的—第—影像照相機與—第二影像i 相機，用以拍攝半導體元件的前與後表面； …、 單元載入11與該影像檢測 早兀之間的，用以承載有缺陷的半導體元件； —撿出器模組，其被架設於該等個別的載人器的後方 要被影像檢測之半導體元件，以向前與向後的方向傳送 …1拾取的半導體元件，以及挑選與分配已完成影像檢測之 24 200901349 ==元件至鱗廢品托誠由該__載M所抽出之該 引導該撿出器移^^入器的後方，用以 動動單元的側對侧水平移 步包| :、如申請專利範圍第5項所述之影像檢測系統，其進— f 一清潔單元，其被奴於郷像檢測單元的財 =斜導體元件進行該影像檢測前清潔該等半導體元件的表 7、如申請專利範圍第5項或第6項所述之影像檢 ί入ΪΓΓ載入器分配好的半導體元件至一屬於該對庫的 ，二的托盤，該托難於該影像檢顺從該載人 出 猎此使得該等個別的載人器可作為載人器轉㈣。 ， # 請專利範圍第5項項所述之影像_% 、洗”中違荨個別的載入器分配好的半導體元件至 ？ 於該對應的載入器之載入5|的扛& ;相對 從該對應的載入器所抽出於該影像檢夠前 該等相對的載入器係作為卸^使得該f個別的載入器相· 25