TWI379066B - Inspection system and method for three dimensional inspection of a plurality of solder balls distributed on a substrate - Google Patents

Inspection system and method for three dimensional inspection of a plurality of solder balls distributed on a substrate Download PDF

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Description

1379066
九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於對— 十—基板上細微物件進行r维 檢視的檢視系統。 准 【先前技術】 電子裝置封裴(例如積體雷 貝^•路(IC)封裝)檢視被廣泛 使用於電子工業中。IC、電子曰 日日片或日日片封裝(例如球柵 陣列(BGA)類型)會被置放於— 死盤中亚且通過一檢視裝 置。4双視的目的係量測共面性“日料古由、 相對咼度)、共線性(對準 情形)、以及IC晶片之BGA上备伽卜日1+,斗、θ 上母個4球或是晶圓與晶粒上 太干接&塊的南度。如先前技術中 、 、 又何甲所知悉者,可利用下面方 法來完成該些高度量測:雷射二备吾 Τ —角里測法、干涉術、以及 其它非接觸式量測法。不過上面餅古曰 一 、上面所有罝測法均有複雜、難 度尚、不正確、或是速度慢的傾而 丨又耵1貝向,而热法實行於製造設 定中。 1C上的BGA通常會使用被排列成不同圖案的—群坪接 凸塊或焊球來連接-電路板。不過,假使有連接遺漏的話, 該1C便係有缺陷的。造成不完整焊接的常見原因包含因處 置期間Τ正確1放所造成的焊球高度不足以及 所以實施周密的BGA檢視來維持高標準的生產品質非常重 要。 ' 一般而言’於一印刷電路板上進行組裝前會先實施BGA 檢視。假使偵測到有缺陷的BGA的話,該Ic便會被剔除, 而非剔除含有該IC的整片印刷電路板。 6 1379066 1〇1年6月19日修正替換頁 習用技街(例如干涉術、共聚焦法、以--- 久田射測距法) 已經被廣泛地用來檢視一積體電路晶片或是雷 * J、结構上之 的焊球。依據精確的光學設計,該些方法雖可達到很高 的量測解析度,不過,其量測速度卻非常慢。 ^ &衫成像非 *容易變得不正確,而且可能會造成無法偵測到物件的不 規律行為。 現在參考圊〗A,用來檢視一細微物件(舉例來說,BGa) 之高度的先前技術為三角量測法,於該方法中,雷射光束 會被精禮地導向至-BGA球的頂端,並且會❹:光感測 器或影像感測器來偵測被反射的光束。藉由三角量測法計 异便可檢視該BGA的焊球高度。此方法的解析度很低、正 確度很低、而且檢視速度很慢。 圖1B所示的係另一先前技術—立體量測系統。該系統 會使用-雙相機或三相機系統從不同的角度來審視該物 件。利用立體圖,該量測系統雖然能夠以極高的速度來檢 視-廣大的區域’不過由於影像扭曲的關係,該系統需要 精確地定位該等裝置而且需要進行複雜的校正。實際上, 其僅係-比較器,用來將各裝置與該經校正的主裝置進行 比較。該方法的檢視解析度非常低。 現在參考圖1C,圖中提供另一絲她, 另種雙相機系、统,該系統 會使用其中-部相機位於垂直方向中來審視該BGA裝置。 该糸統會決定X維度與γ維度’然後會將_的每一列移 至一預設位置處’並且使用第二部相 1相機從某個角度來審視 該等焊球的最上緣。此方法為立體 勺儿姐硯覺系統的另一變化 7 I379〇66 :卜為消除視野中不同位置處的立體誤 其-次僅能檢視其中-列的焊球。所m統的檢 視速度非常慢。 :前技術的裝置與技術並無法迅速地精確量測與驗證 、··田镟物件的高度。 【發明内容】 於本發明的第-較佳態樣中提供一種用於對一 的細微物件進行三維檢視的檢視系統,該系統包括: -:交正模組,用以校正檢視角以捕捉該等物件 衫像,校正該檢視角時會利用一物件作為基準; 至少一影像捕捉器,用以捕捉該等物件的第-影像, 以及用以捕捉該等物件的歪斜影像;以& ” —影像處理器,用於剎田分外 的仞果 、j用6亥弟一影像來決定該等物件 的位置,以及利用該歪斜 件的高度, 竹办像和5玄弟一影像來決定該等物 其中’倘若某物件的古南 合、+ & 的円度不在預設準則内的話,立便 白被知類為有缺陷的物件 " 置。 亚且會確認該有缺陷物件的位 該系統可能進-步包括一傾斜量測模组,用於量測該 基板的傾角。當決定該等物 ' 角。 寻物件的位置與高度時可使用該傾 當某一物件於該影像捕。 特定距離時’觀察該物件於嗲:之、干70件的視深中移動 續影像中的頂端位置變化^影像捕捉器所攝得之兩張連 便可奴正檢視角。 8 1379066 101年6月19曰修正替換頁 該系統可能進一步台杯 un on -rr -, + ~~ ~~----- / G栝一知、明源,用來照明位於該基 板上的該等物件。該照明湄玎At 邱也士 .成,土 月魂可月b係一擴散直線光源。該昭 明源可能係被排列成弧魂式诎姐s丨二、士 L々 ’… 深或破排列成直線的發光二極體 (LED)。於捕捉該影像時,兮昭8日'β叮人卩日 τ °玄照明源可能會閃光。該照明源 可閃光用以捕捉處於移動狀態中的某個特定物件。 該系統可能進-步包括至少一光再導向器,用以從各 種視角將光導向至該至少—影像捕捉器之中。該至少一光 再導向器可以是一反射鏡。
能 土 一 π小调狄裔。孩等影像捕捉器可 具有遠心(t e 1 e c e n t r i r、诗於。、土 、士 “ 工㈧逯鏡。遇心透鏡可確保所有物件 之影像的放大倍數物’即使該等物件的物鏡距離不相 同亦然。該等遠心透鏡可使大小扭曲現象最小化。 第-影像捕捉器的光轴可能垂直於該基板的平面。 第二影像捕捉器的光軸則可能位於檢視角處。該檢視 角的角度係介於該傾斜捕捉器的光軸及該基板的平面之
間。該檢視角以小角度為宜,舉例來說,肖十度。1優點 角可達到極高㈣性,而且對於該等物件形 狀的敏感度亦比較高。 。該基板可能係—半導體晶片、印刷電路板、半導體晶 圓 '積體電路模組、或是電子梦署 飞疋七于4置。该基板可被置放於一 由傳輸機制來攜載的f j p4 4 4戟的業界‘準托盤令。該傳輸機制可能係 運輸糸統或是一 Xy移動台。 凸塊或是鍍金凸塊。該 焊接凸塊陣列、或是晶 該等物件可能係焊球或是晶圓 等物件可被摒列成球柵陣列(BGA)、 9 u/yuoo 101年6月19曰修正替換頁 圓凸塊。 ____ 該影像捕捉器可能係一高解析度的數位成像裝[兴 例來說,-電荷耦合裝置(CCD)相機或是。廳相機。+ 於本發明的第二態樣中提供_種用於對一基板上細微 物件進订三維檢視的檢視方法,該方法包括: 校正檢視角以捕捉該等物件的歪斜影[校正該檢視 角日守會利用一物件作為基準; 捕捉-垂直於該物件之基板的第一影像以及該等物件 的歪斜影像;以及 X利用汶第一影像來決定該等物件的位置,以及利用該 正斜衫像與该第一影像來決定該等物件的高度, 其中,倘若某物件的高度不在預設準則内的話,其便 會被歸類為有缺陷的物件,並且會確認該有缺陷物件::位 置。 歧方法可能進—步包括一初始步驟,用以校正該影像 捕捉器的放大倍數。 έ亥方法可纟g , 退—步包括決定該基板之傾角的步驟。利 用3亥寺傾角可修不兮 4 U正邊等物件的高度。 將。亥等物件與基準物件的高度作比較,便可算出該等 物件的高度。 用D玄物件的絕對高度作為基準值便可決定每個物件 的絕對高度。可各,# ⑴用其它精確的量測方法來決定該絕對高 度’例如自動聚隹、丄 κ ·、、、去、雷射測距法、共聚焦法、或是干涉 術。 10 ——— 101年6月19日修正替換頁 夕 〆 ,倘若平均的物 L---- 話,便可鋅*处入 门度非⑦接近於指定標準值的 &其標準值與所測得的高度變里值來夺定 母個物件的絕對高户。 支,、值木决疋 定。該等物件的頭部形狀或曲率可利用該歪斜影像來決 :=像中可捕捉到該基板上的所有該等物件。 H“象可能係每個物件頭 優點係,暗視野照 儿弧光衫像。其 可…、明S亥物件’但卻不會讓 進入相機透鏡中。 I个τ眾尤直接 該系統還可量消丨#楚 1 °亥寺物件的共線性與共面性。 於本發明的第三態樣中,本發明 上細微物件進行二唯於 x 種用於對一基板 τ—料視的檢㈣m統包括: 、'、:里測杈組’肖以量測該基板的傾角; 至少—影像捕捉器,用以捕捉該 以及用以捕捉該等物件的歪斜影像;以&“象 一影像處理考,田妖1, m 的位置,㈣j㈣第—影像來決定該等物件 ”_像與該第—影像來決定該等物件的 同度,亚且補償該傾角, 午的 其中,倘若某物件的高度不在預設準則 會被歸類為有缺陷的物件, °其便 置。 亚且a確認該有缺陷物件的位 該系統可能進一步由 以捕捉該等物件的歪钭一父正模組,用以校正檢視角 件作為基準。 斜-像,板正該檢視角時會利用一物 ιοί年6月19日修正替換頁 於本發明的第四態樣中,本發明提供- 板上細微物件進行三維檢視的檢視方法,該方法包括:土 里測s玄基板的傾角; 捕捉一垂直於該物件之基板的第一影像以及該等物件 的歪斜影像;以及 利用該第一影像來決定該等物件的位置 影像與該第一影像來決定該等物件的高度, 角,
_ 倘右某物件的高度不在預設準則内的話,i便 :被歸類為有缺陷的物件,並且會確認該有缺陷物件::位 本Is明的優點係可同時量測多個物件 確的物件檢視的目的。 【實施方式】
’利用該歪斜 並且補償該傾 以達高速且精 現在參考圖2,圖中提供一用於對一基板工2上細微物 :進行三維檢視的檢視系統1〇。細微物件包含但不限於: 焊球u、晶圓凸塊、或是球柵陣列(BGA)。基板丨2可被置 放於-由傳輸機制(例如輪送帶4G)來攜載的業界標準托 盤(圖中未顯示)中。圖i將系統10描繪成一典型製程的 -部份。該系統10係一晶片製造設備(圖中未顯示)的— 部份’明確地說’ _項作業的品質控制與檢視部件。
系統1 0包括'一個校正禮έΒ 9 Π _3^ Vm A 仅止模組20、兩個向解析度數位相 陶22、23、以及一部影像處理器24。校正模組2。可興 由捕捉兩個不同位置處之焊球11的兩個歪斜影像來校正: 12 101年6月19日修正替換頁 :見:。:视較佳的係、:檢視角3°從該基板12的平面上升約 ^ 土必要的檢視種類來提高或縮減檢視角3〇。 。“的係’兩部CCD相機22、23均具備遠心透鏡27、 、迠心透鏡28可供至少該歪斜成冑CCD相機23 ,费。遠心透鏡可消除維度上的扭曲情形。另外,遠心 該相機的整個視野令提供均勾的光學放大倍數。 等焊玫!?目冑22會從上方(垂直於該基板的平面)來捕捉該 ===另一部相機23會於一處來 確地量測今其板12:;衫像。沒有遠心透鏡,便僅能夠正 便可利用==的其中一列焊球U。利用遠心透鏡 12之上0 u像巾來精料成像與捕捉該基板 計算心置影像處理器24會利用第-影像來 像來計算該等焊球 心且:用邊歪斜影像與該第-影 該基板之上μ ^檢視角30時,會選擇 ★" 個禪球11作為基準物件。此… 栗仃快迷且精柄校正,因為僅使用單: 準物件,用來與該基板12 "球11作為基 '次校正便可量測 較。於開始遠行檢視以前,僅需^有其它焊球11進行比 —大型晶圓上的複數個焊球η。、 系、先1 0包括一傾斜量測模組π, 傾角。此模组可提高焊球U的量測正::!測基板12的 二因各種原因而被傾斜-小角度。模組2:可:為基板可能 1〇的傾斜誤差,並且讓系統1()不“ su自動補償系統 系統1。還包括—由位在二:體動的影響。 中的發光二極體 13 1379066 101年6月19日修正替換頁 (LED)26所組成的配置,用來照明該基板 11。當捕捉影像時,該等LED 26能夠對該等焊球η或^ 對-特定焊球U進行閃H要光源29包括—由位^ 弧線或其它配置中的複數個發光二極體所組成的直線陣列 或面陣列,以從側邊來照明該等焊球丨丨,並且可用來產生 該等焊球11頭部的明哀抓古。兮举卩口丄 研|町乃儿弧光。该寻明茺的弧光影像可用來 決定該等焊球Η的形狀。該次要光源29還可於掃描㈣ 期間進行閃光以實行高速影像捕捉。 從該等被捕捉到的影像中,於一高度決定演算法中利 用三角幾何關係便可決定該等焊球u的高度差。如此便可 量測BGA上該等焊球丨丨的共面性。 圖4A、4B、以及5所示的係用於決定該等焊球丨丨之高 度的二角幾何公式。圖4A中,一擴散式弧線光源或弧面光 源會照明5亥等微型物件的頂端。遠心透鏡的設置位置可用 來枚集源自該等焊球之頂表面的反射光,不過,該照明光 並不會直接進入遠心透鏡之十。此為一種暗視野照明系 、’·充;一角i測法中共有三方:光源、BGA、以及相機; a亥一角里測關係及該等影像係用來計算汕的焊球高度。使 $ # A m面^源’在單一影像的新月形圖形中便 可確…亥等物件的頂端位置以及它們的輪廊。雖然該影像 之頂知處與底部處有部份的新月形圖形失焦,不過,遠心 透鏡2 8仍可於整個視野中提供均自的光學放大倍數。該系 統可達到面解析度及高速的量測效果。該三角幾何公式如 下: 14 1379066 ,ωΐ年6月19日修正替換頁 h» = (yi-h〇)/Mc〇s a Υι ^/MCOS Ο: =[ (y2-y1)-(yI,-y1) J/^c〇s ^ -[(y2~y,)-xsin α ]/Mc〇s a 而忒基板上某—焊球之高度的共同表示式如下: h^[yi-y.-xlSina ]/Mc〇sa +h, 其中,Χι = 〇 而且
Xl為第1個焊球與第一個焊球間的距離; y!為第i個焊球之尖端的影像高度; hi為第i個焊球的高度; Μ為相機23之透鏡的放大倍數;以及 α為檢視角(介於相機 圖6所示的係用^定:Λ 面間的角度)。 的八4干立网+用於决又—受量測的無翹曲晶圓之傾角 的△式不思圖。相同的原理 曰物/ A V· 4 了套用至一勉曲晶圓的每個 晶拉/基板上。為量測整 動-段預定距離於四個末;:的傾角 平均高度,該影像係利用:2來計算-影像中的焊球 式如下: j用俯視相機所獲得。該三角幾何公 0 χ= Δ hx/ Δ χ φ y= A hy/ Δ y 其中: 必x為x方向中的傾角; 0 y為y方向中的傾角; △ hx為χ方向中兩個 ^置處的高度差; 15 101年6月19日修正替換頁
之聚焦深度内的第二 以下面公式來決定檢視角: Γ使用的演算法示意圖。任何經選定列的焊球 -°亥遠心透鏡之聚焦深度内的某個位置處被捕 X列4球便會被移動到仍然位在該遠心透鏡 的第二位置處並且捕捉高度影像。接著便可 α =arcsin[R3dA h/Δ x] 其中: α為檢視角; R3d為該傾斜的相機經校正後的解析度; △x為所移動的距離;以及 △ h為所產生的高度變化。 圖8所示的係背光源(例如,次要光源29)的較佳實 靶例。圖中有數個LED 80構成一弧光,每個LED 80均會 以相同的角度被導向受檢視的物件。此種照明設計會使光 能的效率最大化。 現在參考圖9 ’本實施例使用一反射鏡50來將該等焊 球11的影像反射至相機23之中,用以量測高度。第二相 機22係用來計算每個焊球2丨的位置,以基板丨2之上的χ_γ 座標來表示。 現在參考圖1 〇 ’本實施例使用三個反射鏡5〇、51、52 16 干Ο月IV日修正j 來將該等烊球1】的旦彡庙c Δ _____ 上”像 象反射至相機23之中 之〜像的兩個部份的視野可能並不相同。 現在參考圖 Μ 不同於圖1 〇中所示之實施例, 貫也例使用三個反射鏡5 〇、ς 1 r 成傻本拓▲ 、52來將該等焊球11的 成像光反射至相機2 3。 現在參考圖12,對BGA上 一 方法包含M 進行二維檢視的檢視 驟⑷。接著,利用罩ζ機22、23的放大倍數⑷(步 于球11為基準來校正用於捕捉歪 斜衫像的相機23的成傻自qnr丰咖 角3 0 (步驟91)。經過校正步驟9 〇、 之後’便會於每個方向中沬— 门中决疋基板12的傾角(步驟92)。 依據遠等焊球u頂端 球U的^、 所捕捉到的影像來計算烊 ,以Χ — Υ座標來表示(步驟93)。利用另一部相 機2 3所捕捉到的歪钭旦彡 一 』自〕且斜衫像來決定該等焊球的頂端位置 尚度(步驟94)。計笞毎個悝, 寸^母個绊球11與基準焊球11之間的高 度差(步驟9 5 3。μ·半κ* -Γ 〇 t ν驟可由一額外裝置來實施,舉例來說 :由基板Μ測定器6〇來實施,該基板高度敎器⑽合 罝測基板12上該基準焊球的絕對高度。修正該等高度差^ 傾角(步驟96) ’以便確認基板12上是否有任何料以系 有缺陷料球。不符特定高料則的焊球u便會被歸類為 有缺的,並且會以χ_γ座標來確認它們在基板1 2之 位置。 的 热習本技術的人士便可對該等特定實施例中所示之本 么。月進行各種變更及/或修正而不致脫離本發明之廣義範 ,4神因此,本文中所有實施例均應被視為解釋性而 17 101年6月19曰修正替換頁 不具限制性。 【圖式簡單說明】 圖ia、ib、以及if沐一 -έΗ igi ^ ^ 不的係先前技術的方法與裝置的 組概略不意圖; 13斤不的係本系統之較佳實施例的概略示意圖; 圖3所不的係本系統所捕捉到的二維影像與三維影像. 圖4A以及4B所示 一 ’ 係—影像之咼度與一物件之高度 間的二角幾何關係示意圖; 圖 5所示的传一版/生^ 像的示意圖;’、的二維影像與同-物件之高度影 —I 6所不的係—用於自動決定—晶圓之傾肖所使用的 >衷算法示意圖; 圖7所不的係-用於自動決定已傾斜相機之檢視角所 使用的演异法示意圖; 圖8所7F的係—供高度影像使用的背光源的範例; 圖9所不的係本系統第二實施例的概略示意圖; 圖〇所示的係本系統第三實施例的概略示意圖; 圖 所示的係本系統第四實施例的概略示意圖;以及 圖1 2所示的係根據本發明較佳實施例用於對一基板上 細微物件進行三維檢視的流程圖。 【主要元件符號說明】 10檢視系統 11焊球 12基板 18 1379066
20 校正模組 22 相機 23 相機 24 影像處理器 25 傾斜量測模組 26 發光二極體 27 遠心透鏡 28 遠心透鏡 29 次要光源 30 檢視角 40 輸送帶 50 反射鏡 51 反射鏡 52 反射鏡 60 基板面度測定器 80 發光二極體 90, -9 6 流程步驟 101年6月19日修正替換頁 19

Claims (1)

1379066 101年6月19曰修正替換頁 十、申請專利範圍·· 1.種用於對分佈在—基板上的複數個 檢視的檢視系統,兮其妃π朴 τ-^ 土板可错由一傳輸機制而在一預設方 向中移動,該系統包括: 至少-影像捕捉器,用以在該基板於第一位置和第二 =的:候’以相對於該預設方向的一檢視角分別捕捉該 ❿ 稷目·θ球的第一歪斜影像和第二歪斜影像,該第二位置 係從該第-位置以該預設方向加以移開; 才又正极組’用以選擇該複數個焊球中的其中一者作 =準料’卩用於高度量測,且用以決定該基準烊球的 弟一歪斜影像和該基準焊球的第二歪斜影像的檢視角;以 及 • #像處理器’用以決定該複數個焊球中的每一者相 對於該基準焊球的高度; 执其中若該複數個焊球中有分別的焊球的高度不在 預°又準則内的话’其便會被歸類為有缺陷’並且會確認該 複數個焊球中分別有缺陷的焊球各自的平面位置f — 2.如申請專利範圍第!項之系統,其進—步包括一傾 斜量測模組,用以量測該基板的傾角。 3_如申請專利範圍第2項之系統,其中當決定該複數 個焊球的平面位置與高度時會使用到該傾角。 、中喷專利乾圍帛1項之系統’其中根據每次影像 捕捉中欲檢視的該複數個焊球的數量來校正該檢視角。 5.如申請專利範圍第i項之系、統,其中該檢視角約為 20 1379066
ιο° 〇 6.如申請專利範圊 / 10° > ^ ^ 項之糸統,其中該檢視角大於 丄U ,以促成向速量测。 、.7.如申請專利範圍第1項之系統,其進一步包括一照 月源肖以照明位於該基板上的該複數個焊球。 8.如申請專利範圍第7項之 件高度的照日請係—個光、,,/、中制來成像物 所組成的弧形配置或直線配置“二極體(竭或光纖束 9·如申請專利範圍第7項之 後眭,吁日Λ日日、K a 糸、,先’其中於捕捉每個影 像日守,§亥恥明源便會對物件進行閃光。 10. 如申請專利範圍第i項之 一 # i道a哭 m 糸、,先,其進一步包括至少 捕捉器之中。 將先導向至該至少-影像 11. 如申請專利範圍第10 再導向器係一反射鏡。 員之糸統,其中該至少—光 ^如中請專利範圍之系統,其中該至少_ 捕捉器具有一遠心透鏡。 、象 13.如申請專利範圍第丨項之㈣,其中該至少 捕捉器中之第一影像捕捉器的光〜像 子田只貝上垂直該基板的 面。 f 之系統,其中該至少— 光轴會與該基板的平面 影像 形成 14·如申請專利範圍第1項 捕捉器中之弟一影像捕捉器的 角度α。 15.如申請專利範圍第 1項之系統,其中該基板係—半 21 1379066 導體晶片、印刷電路板、半導體晶圓 是電子裝置。 101年6月19日修正替換頁 積體電路模組、或 其中該複數個焊球 其中該至少一影像 或是CMOS數位相 1 6.如申請專利範圍第1項之系統, 會被排列成球栅陣列(BGA )。 1 7 ·如申請專利範圍第1項之系統, 捕捉器係一電荷耦合裝置(CCD)數位相機 機。 18. 如申請專㈣㈣1項之系統,其中該影像處理哭 進一步用以將該複數個焊球中每—者的高度決定為從^ 準南度處的差值’該基準高度為該基準焊球的—絕對高戶。 19. 如申請專利_ 18項之系統,其進一步用:決 定該基板相對於該預設方向和相對於大致垂直於該預設方 0 1員斜’並用以補償在決定該複數個焊球中每 一者之高度時該基板的該傾斜。 * 20.如申請專利範圍帛19項之系統,其進一步用以補 A在决疋D亥複數個焊球中每一者之高度時的該至少一影像 捕捉器的放大倍數, 21.如申請專利範圍第20項之系統,其中該至少一影 :捕捉器進—步用以難該複數料球在大致垂直於該預 又方向的一角度之影像;且其中該影像處理器進一步用以 、义該複數個焊球中每一者在該基板上僅相對於該基準物 件的平面位置。 22'種用於對分佈在一基板上的複數個焊球進行三 檢視的仏視方法,該基板可在一預設方向中移動,該方 22 1379066 1〇1年6月19曰修正替換頁 法包括; __ j該基板於第一位置和第二位置的時候,利用 捕捉器以相對於該預設方向的一 ..的铋視角分別捕捉該複數個 谇球的弟一歪斜影像和第二歪斜影 第-位置以該預設方向加以移開;〃-位置係從該 選擇該複數個焊球中的其中一者 於高度量測丨 +坪球,以用
決定該基準焊球的第一否叙旦 歪斜影像的檢視角,.以及“像和該基準焊球的第二 度;決定該複數個焊球中的每—者相對於該基準焊球的高 若該複數個焊球中有分別的坪球的高度不在 預叹丰則内的話,其便會被歸類為有缺陷,並且會確認該 複數個焊料分财缺陷㈣球各自的平面位置。乂 、Μ.如申請專利範圍第22項之方法,其進一步包括— ^始^驟’用以校正—影像捕捉器的放大倍數以捕捉該複 數個焊球的影像。 t /4·如申請專利範圍第22項之方法,其進一步包括判 斷該基板是否傾斜於某個傾角的步驟。 25.如申请專利範圍第24項之方法,其中利用該傾角 來修正該複敫個焊球的高度。 b 申°月專利範圍帛2 5工員之方法’其中將該複數個 =球與4基华焊球的高度作比較,以算出該複數個焊球的 23 101年6月19曰修正替換頁 何“、二利範圍第25 $之方法, 7喝异法或是利用自動聚焦 角歲 決定每個焊球的絕對高度。 一去或-干涉術來 2 8 ·如申凊專利範圍 垾壤含谇杏防L 罘仏員之方法,其中倘若平均的 值蛊又貝、接近於指定標準值的話,藉由結合苴桿準 4 U值來決定每料球的絕對高度。 9.如申請專利範圍第μ項 球的頭部形狀或曲率是利用,第、::,其中該複數個焊 千疋利用该弟一歪斜影像來決定。 3 0.如申請專利範圍笛 t m is 51 ^ ^ 弟22員之方法,其中於每個影像 1 k 土板上的所有的該複數個焊球。 31:如申請專利範圍帛22項之方法,其中將該複數個 每者的间度決定為從一基準高度處的差值,該基 準兩度為該基準焊球的-絕對高度。 32_如申請專利範圍第31項之方法,其進一步包含: 、疋/基板相對於該預設方向和相對於大致垂直於該 預設方向的方向之一傾斜;以及 補償在決定該複數個焊球中每一者之高度時該基板的 該傾斜。 33. 如申請專利範圍第32項之方法,其進一步包含補 4貝在决疋s玄複數個焊球中每一者之高度時的該影像捕捉器 的放大倍數。 34. 如申請專利範圍第33項之方法,其進一步包含: 捕捉s亥複數個焊球在大致垂直於該預設方向的一角度 之影像;以及 24 1379066 101年6月19日修正替換頁 決定該複數個焊球中每— I-;_ m a 者在省基板上僅相對於該基 準焊球的平面位置。 i 35. —種用於對分佈在— 土板上的復數個焊球進行:= 維檢視的檢視系統,嗜美拓7 4丄 士— 。亥基板可藉由一傳輸機制而在-預設 方向中移動,該系統包括: -傾斜量測模組,用以量測該基板的傾角; 位置像捕捉器,用以在該基板於第-位置和第二 位置的時候,以相對於該預設方向的一檢視角分別捕捉兮 稷數個焊球的第一歪斜影像 係從該第-位置以該預設方^ 斜衫像,該第二位置 系預°又方向加以移開丨以及 一影像處理器,用以法卞 W 用以决疋该钹數個烊球中的每一者相 對於選擇自該複數個焊球的一 該傾角; 基编的兩度’並且補償 其中,條若該複數個焊球中有分別的焊球的高度不在 預設準則内的話,其便會被歸類為有缺陷,並且會確認兮 複數個焊球t分财缺陷料球各自的平面位置。… 36.如申請專利範圍第35項之系統,其進一步包括— 校正用以選擇該基準焊球,且用以決定該基準桿球 的第-正斜影像和該基準焊球的第二歪斜影像的檢視角。 37· -種用於對分佈在一基板上的複數個焊球進行三 綠視的檢視方法,該基板可在—預設方向 法包括: 里測該基板的傾角; 二位置的時候,利用一影像 在該基板於第一位置和第 25 U/9066 101年6月19曰修正替換頁 捕捉器以相野於該 I-- 焊破的货 °又万向的一檢視角分別捕捉該複數個 π ☆叼弟一歪斜影 第一物罢 家和弟二歪斜影像,該第二位置係從該 =讓預設方向加以㈣;以及 焊球的X设數個样球中的每一者相對於選擇自該複數個 卜球的-基率焊球的高度,並且補償該傾角; 預梅若該複數個谭球中有分別的谭球的高度不在 預=則内的話,其便會被歸類為有缺陷並且會確認該該 後數個焊球t分別有缺陷的焊球各自的平面位置 十一、圖式: 如次頁
26 1379066 - ' 101年6月19曰修正替換頁 七、指定代表圖: ' (一)本案指定代表圖為:第(2 )圖。 . (二)本代表圖之元件符號簡單說明: 10 檢視糸統 11 焊球 12 基板 20 校正模組 22、23相機 | 24 影像處理器 25 傾斜量測模組 2 6 發光二極體 27、28遠心透鏡 29 次要光源 30 檢視角 40 輸送帶 60 基板高度測定器 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式: (無) 5
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI722017B (zh) * 2015-09-10 2021-03-21 香港商康代影像技術方案香港有限公司 用於檢驗物體的方法與檢驗系統、及非暫時性電腦可讀媒體

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5006520B2 (ja) * 2005-03-22 2012-08-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥観察装置及び欠陥観察装置を用いた欠陥観察方法
GB2456643B (en) * 2008-01-24 2012-04-25 Teraview Ltd A terahertz investigative system and method
EP2191788A1 (en) * 2008-11-29 2010-06-02 Braun Gmbh Method and device for three-dimensional measurement of a dental model
KR101158323B1 (ko) * 2010-10-14 2012-06-26 주식회사 고영테크놀러지 기판 검사방법
CN102032872B (zh) * 2010-11-03 2012-07-11 中南大学 基于阴影法的高密度bga焊料球高度测量系统及方法
GB201019537D0 (en) 2010-11-18 2010-12-29 20X20 Vision Ltd PCB reflow inspection angled measurement
JP5789436B2 (ja) * 2011-07-13 2015-10-07 ファスフォードテクノロジ株式会社 ダイボンダ
CN103674899B (zh) * 2013-11-27 2016-08-17 北京大恒图像视觉有限公司 一种镭射印刷品质量检测系统
US9704232B2 (en) 2014-03-18 2017-07-11 Arizona Board of Regents of behalf of Arizona State University Stereo vision measurement system and method
CN104275310B (zh) * 2014-05-20 2017-02-15 安徽高德韦尔精密部件有限公司 一种用于阀门外观检测的装置
CN104019757B (zh) * 2014-05-28 2017-10-13 北京信息科技大学 一种光纤阵列纤芯距精密测量方法和系统
CN104792281A (zh) * 2015-03-30 2015-07-22 智机科技(深圳)有限公司 一种测量端子共面度的方法
CN105136063A (zh) * 2015-08-27 2015-12-09 华中科技大学 一种基于远心物镜的显微双目立体视觉测量装置
TWI780741B (zh) * 2016-02-24 2022-10-11 美商克萊譚克公司 光學計量之準確度提升
CN105841616A (zh) * 2016-05-18 2016-08-10 合肥图迅电子科技有限公司 电子元件封装后双头管脚及塑封体视觉检测系统
JP6696385B2 (ja) * 2016-09-28 2020-05-20 株式会社デンソー 検査装置
JP2018054437A (ja) * 2016-09-28 2018-04-05 株式会社デンソー 検査装置
US11578967B2 (en) 2017-06-08 2023-02-14 Onto Innovation Inc. Wafer inspection system including a laser triangulation sensor
TWI758383B (zh) 2017-07-19 2022-03-21 日商日本電產理德股份有限公司 攝影裝置、凸塊檢查裝置以及攝影方法
US20200357704A1 (en) * 2017-11-06 2020-11-12 Onto Innovation Inc. Laser triangulation sensor system and method for wafer inspection
US10818005B2 (en) 2018-03-12 2020-10-27 Kla-Tencor Corp. Previous layer nuisance reduction through oblique illumination
JPWO2020075213A1 (ja) * 2018-10-09 2021-09-02 オリンパス株式会社 計測装置、計測方法および顕微鏡システム
JP7395950B2 (ja) * 2019-10-23 2023-12-12 オムロン株式会社 外観検査装置及び外観検査方法
TWI735330B (zh) * 2020-09-03 2021-08-01 由田新技股份有限公司 球體高度量測系統及其方法
KR102611537B1 (ko) * 2021-06-04 2023-12-08 한국전자통신연구원 초고품질의 디지털 데이터 생성 방법 및 장치
CN114700227B (zh) * 2022-04-22 2023-09-08 广东赛威莱自动化科技有限公司 贴片机

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07120237A (ja) * 1993-10-22 1995-05-12 Nichiden Mach Ltd 画像認識装置
US6118540A (en) * 1997-07-11 2000-09-12 Semiconductor Technologies & Instruments, Inc. Method and apparatus for inspecting a workpiece
US6915007B2 (en) * 1998-01-16 2005-07-05 Elwin M. Beaty Method and apparatus for three dimensional inspection of electronic components
US6072898A (en) * 1998-01-16 2000-06-06 Beaty; Elwin M. Method and apparatus for three dimensional inspection of electronic components
US6518997B1 (en) * 1998-08-05 2003-02-11 National Semiconductor Corporation Grid array inspection system and method
US7158235B2 (en) * 2001-12-05 2007-01-02 Rudolph Technologies, Inc. System and method for inspection using white light interferometry
US7126699B1 (en) * 2002-10-18 2006-10-24 Kla-Tencor Technologies Corp. Systems and methods for multi-dimensional metrology and/or inspection of a specimen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI722017B (zh) * 2015-09-10 2021-03-21 香港商康代影像技術方案香港有限公司 用於檢驗物體的方法與檢驗系統、及非暫時性電腦可讀媒體

Also Published As

Publication number Publication date
US20090123060A1 (en) 2009-05-14
CN1998003A (zh) 2007-07-11
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CN100585615C (zh) 2010-01-27

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