TWI428589B - 視覺檢測設備與方法 - Google Patents

Description

視覺檢測設備與方法

本發明係關於一種半導體裝置之視覺檢測設備，並且特別地，本發明關於一種半導體裝置之視覺檢測設備，其能夠透過捕獲一半導體裝置之外部影像，以及然後分析該捕獲之外部影像檢測該半導體裝置之狀態。

經歷一封裝製程的半導體裝置經過例如燒入試驗的檢測製程，並且然後裝載於一客戶托盤之中以便分配到市場。此半導體裝置經過一標記製程，用以透過一雷射器等在半導體裝置之表面上標記一製造公司的序列號及商標等。

為了提高可靠性，半導體裝置經過一視覺檢測製程，用以檢測此半導體裝置之外部狀態及表面狀態，例如檢測是否引線或球柵已破壞，是否出現任何裂縫或任何划痕等。

然而，由於半導體裝置之外部狀態的檢測製程以及表面狀態的檢測，例如是否半導體裝置成功進行標記製程的檢測製程，以及對半導體裝置執行檢測製程的時間可影響全部製程。

特別地，當關於半導體裝置的外部狀態及表面狀態之視頻檢測沒有有效執行時，總作業效率降低以使得劣降半導體裝置之生產率。

關於表面狀態的視覺檢測，即是否出現任何裂紋或任何划痕的檢測製程，以及半導體裝置的標記狀態透過捕獲半導體裝置的頂表面及底表面的二維形狀之影像，以及然後分析捕獲之影像的二維視覺檢測執行。

並且，關於半導體裝置的引線、球、或塊是否已破壞的視覺檢測透過捕獲半導體裝置的三維形狀之影像，以及然後分析捕獲之影像的三維視覺檢測執行。

然而，傳統之半導體裝置之視覺檢測設備之設置使得僅執行二維視覺檢測或三維視覺檢測之一，或者使得二維視覺檢測及三維視覺檢測透過一個設備之內的單獨之模組執行。

當僅僅執行二維視覺檢測或三維視覺檢測之一時，需要二維視覺檢測或三維視覺檢測之兩個設備。這樣可產生不必要的一半導體裝置之視覺檢測的兩個設備，因此導致視覺檢測的成本之增加。

而且，當二維視覺檢測及三維視覺檢測透過一個設備之內的單獨模組執行時，設備之全部結構複雜化，並且每一檢測以不同之速度執行。此種情況下，特別地，三維視覺檢測以低速執行，由此降低視覺檢測之總體速度。

因此，鑒於上述的問題，本發明之目的之一在於提供一半導體裝置之視覺檢測設備與方法，本發明之視覺檢測設備透過將一二維視覺檢測單元及一三維視覺檢測單元實現為一個模組，透過對一半導體裝置有效執行視覺檢測，能夠提高檢測速度。

為了獲得本發明的這些目的和其他優點，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種半導體裝置之視覺檢測設備包含有一視覺檢測單元，用以透過捕獲半導體裝置之影像及分析捕 獲之影像執行至少一個半導體裝置之視覺檢測，其中此視覺檢測單元包含有：一二維視覺檢測單元，其具有一二維光源及一二維照相機，二維光源用以將光線照射於待檢測的一個或多個半導體裝置之一頂及底表面之一個表面的檢測表面之上，二維照相機用以捕獲半導體裝置之影像，以便透過拍攝其上已照射自二維光線發射出之光線的檢測表面獲得一二維形狀；以及一三維視覺檢測單元，其具有一三維光源及一三維照相機，三維光源用以將光線照射於透過二維視覺檢測單元檢測的該檢測表面之上，並且三維照相機用以獲得此半導體裝置之影像，以便透過拍攝其上已照射自三維光源發射出之光線的檢測表面獲得一三維形狀。

其中三維光源及三維照相機基於垂直於此檢測表面的一法線彼此對襯排列，或三維光源及三維照相機以相對於垂直於此檢測表面之一法線具有10°~45°之角度排列。

二維照相機可與垂直於檢測表面之一法線相平行排列。

三維光源及三維照相機之一與垂直於此檢測表面之一法線相平行排列，並且另一個與垂直於此檢測表面之一法線呈一傾斜角排列。

半導體裝置裝載於可具有複數個裝置接收槽的一托盤之內。

此半導體裝置之視覺檢測設備可更包含一個或多個傳送工具，用以透過吸附與半導體裝置之檢測表面相對之一表面傳送此半導體裝置。並且，此視覺檢測單元可檢測透過一個或多個傳送工具傳送的一個或多個半導體裝置之檢測表面。

二維光源可為一發光二極體(LED)光源，並且三維光源可 為一雷射光源。

二維光源包含有複數個光照組，這些光照組具有至少一個彼此不相同的光照顏色、光照角、以及光照強度。

這些光照組包含有一第一光照組，第一光照組安裝為具有一關於半導體裝置之檢測表面低於30°之光照角；一第二光照組，其安裝為具有一關於半導體裝置之檢測表面為30°~90°之光照角；以及一第三光照組，其安裝為具有一關於半導體裝置之檢測表面為90°之光照角。

為了獲得本發明的這些目的和其他優點，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種半導體裝置之視覺檢測方法包含以下步驟：一二維視覺檢測步驟，透過自一二維光源向待檢測之一個或多個半導體裝置之頂及底表面之一個表面的檢測表面之上照射光線，並且然後透過使用一二維照相機拍攝其上已照射二維光源發出之光線的檢測表面，用以獲得一半導體裝置之二維形狀之影像；以及一三維視覺檢測步驟，透過向在二維視覺檢測步驟中檢測的檢測表面照射一三維光源發出之光線，並且然後透過使用一三維照相機，拍攝其上已照射三維光源發出之光線的檢測表面，用以獲得半導體裝置的三維形狀之影像。

二維視覺檢測步驟與三維視覺檢測步驟可同時執行。

或者，可在二維視覺檢測步驟之後，執行三維視覺檢測步驟。

二維視覺檢測步驟可在一個或多個半導體裝置停止之後的狀態下執行。

並且，三維視覺檢測步驟可在二維視覺檢測步驟之後，當三 維照相機相對移動至下一個執行二維視覺檢測的半導體裝置時，隨著三維照相機掃描檢測表面執行。

本發明之一半導體裝置之視覺檢測單元的二維視覺檢測單元及三維視覺檢測單元可設置為一個模組。這樣允許半導體裝置更穩定及更迅速地檢測。

本發明之一半導體裝置之視覺檢測單元的二維視覺檢測單元及三維視覺檢測單元可設置為一個模組。並且二維視覺檢測及三維視覺檢測可順次執行。這樣允許更穩定且更迅速地檢測半導體裝置。

一半導體裝置之視覺檢測單元可在半導體裝置已經停止的條件下執行二維視覺檢測，並且然後當傳送半導體裝置時執行此三維視覺檢測。這樣可允許此半導體裝置更迅速地檢測。

可傳送進行三維視覺檢測的半導體裝置，並且同時，下一個待檢測之半導體裝置可傳送至隨後的二維視覺檢測位置。這樣可允許半導體裝置更迅速地檢測。

半導體裝置之視覺檢測單元可配設為以便透過傳送工具傳送此半導體裝置，並且可安裝於透過傳送工具傳送之半導體裝置之下。此視覺檢測單元可透過使用一即時量測〞OTF〞方法，對此半導體裝置執行更準確之視覺檢測。

使用即時量測〞OTF〞方法的視覺檢測單元可放置半導體裝置之視覺表面具有微小變形，例如相距視覺檢測單元之一傾斜角。由於裝載有一視覺檢測的半導體裝置之托盤的彎曲狀態或向下變形，可產生此微小變形。

而且，當視覺檢測的半導體裝置具有一薄厚度時，一半導體裝置之視覺檢測單元根本不影響此托盤的裝置接收槽。

本發明的上述及其他的目的、特徵、方面及優點將自以下之本發明的詳細說明並結合圖式部份變得更加清楚。

以下將結合圖式部份詳細描述本發明。

以下，將結合附圖詳細描述本發明之一半導體裝置之視覺檢測設備與方法。

請參閱「第1圖」，本發明之一半導體裝置之視覺檢測設備透過捕獲半導體裝置1之影像且透過分析捕獲之影像，用以檢測一個或多個半導體裝置1之外部狀態。該視覺檢測設備包含有一執行二維視覺檢測的二維視覺檢測單元700，以及一用於執行一三維視覺檢測的三維視覺檢測單元800。二維視覺檢測單元700及三維視覺檢測單元800包含於作為一個模組的視覺檢測單元50之內。

待視覺檢測的半導體裝置1不僅可包含有一晶片狀態中的裝置、一封裝製程中的裝置、一經歷封裝製程的裝置等，而且可為一經歷半導體製程的基板，例如一太陽能電池裝置及一液晶顯示(LCD)面板之基板。

待視覺檢測的半導體裝置1可裝載於一托盤2之中傳送，其中托盤2包含有在其中裝載半導體裝置1的複數個裝置接收槽2a。

如「第1圖」所示，二維視覺檢測單元700包含有一二維光源710以及一二維照相機720，二維光源710用於將光線照射於至少一個待檢測的半導體裝置1之一頂及底表面的一個表面之檢測 表面上，並且二維照相機720用以捕獲半導體裝置之影像，以便透過拍攝照射有二維光源之光線的檢測表面獲得一二維形狀。

二維光源710可包含有允許二維照相機720捕獲影像之任何結構，以便識別半導體裝置1之檢測表面S之上的裂縫、划痕等。

自二維光源710照射出之光線之光照顏色、光照角度、以及光照密度根據二維形狀之類型，例如半導體裝置1之檢測表面S上形成的裂紋、划痕等而不同。

因此，較佳地，使用複數個第一至第三光照組711、712、713、714，如「第1圖」所示，第一至第三光照組711、712、713、714具有至少一個彼此不相同之光照顏色、光照角度、光照密度，而不是使用具有一個光照顏色、一個光照角度、以及一個光照密度的單個光源。

舉例而言，複數個第一至第三光照組711、712、713、714可包含有一第一光照組711、一個或多個第二光照組712、713、以及一第三光照組714，第一光照組711之安裝相對於半導體裝置1之檢測表面S具有小於30°之光照角度α1，一個或多個光照組712、713之安裝相對於半導體裝置1之檢測表面S具有30°~90°之光照角度α2、α3，並且第三光照組714之安裝相對於半導體裝置1之檢測表面S具有90°之光照角度。

作為第一至第三光照組711、712、713、714，可使用不同之光源，例如發光二極體(LED)及雷射。如「第2A圖」及「第2B圖」所示，第一至第三光照組711、712、713、714可包含有其上安裝有複數個發光二極體(LED)裝置711a、712a、713a、714a的基板711b、712b、713b、714b。這裡，基板711b、712b、713b、714b可具有不同之形狀，這些形狀可包含有一多邊形、一圓環形等。如「第2A圖」及「第2B圖」所示，基板711b、712b、713b、714b可關於半導體裝置1之檢測表面S具有一預定之角度。

第三光照組714以90°之角度照射半導體裝置1之檢測表面S。因此，第三光照組714可配設為使得其上安裝有發光二極體(LED)裝置714a的基板714b適當安裝於一位置，該位置不與透過二維照相機720或三維照相機730捕獲影像相衝突。

在半導體裝置1之檢測表面S之上可安裝有一半鏡(半透明鏡)，此半鏡使得透過反射自發光二極體(LED)裝置714a向半導體裝置1之檢測表面S照射之光線，並且透過穿透那裡的檢測表面S之影像，允許二維照相機720捕獲(拍攝)半導體裝置1之檢測表面S之影像。

二維光源710之設置使得自三維光源810照射出之光線與透過三維照相機820捕獲(或掃描)的影像彼此不相衝突。

更具體而言，來自三維光源810之照射及透過三維照相機820捕獲的影像之至少之一，較佳在二維光源710的複數個第一至第三光照組711、712、713、714之中執行。特別地，三維光源810可通過第二光照組712、713與第三光照組714之間的一空間照射於半導體裝置1之檢測表面S之上。

二維照相機720用以捕獲半導體裝置1之檢測表面S之影像，並且可實現為一數位照相機等。較佳地，二維照相機720與垂直於檢測表面S的法線LN相平行。

在二維光源710由複數個第一至第三光照組711、712、713、714組成之情況下，透過考慮到來自每一光照組之光線之間的干涉，透過打開每一第一至第三光照組711、712、713、714，二維照相機720較佳配設為捕獲每一第一至第三光照組711、712、713、714照射之半導體裝置1之檢測表面S。

三維視覺檢測單元800包含有一三維光源810、以及一三維照相機820，三維光源810將光線照射於透過二維視覺檢測單元700檢測的檢測表面S之上，並且三維照相機820用以捕獲半導體裝置之影像，以便透過拍攝檢測表面S獲得一三維形狀，其中該檢測表面S之上已照射有自三維光源810發出之光線。

與使用一發光二極體(LED)光源的二維光源710不相同，三維光源810較佳使用單個光線，並且可使用一雷射光源。

作為三維照相機820，可使用具有一預定捕獲區域的數位照相機、一用以捕獲相對移動目標之影像的行掃描儀等。

三維視覺檢測單元800可與二維視覺檢測單元700一起進行不同之排列。

考慮二維照相機720同時捕獲半導體裝置1之檢測表面S之全部影像，因此二維照相機720僅定位於檢測表面S之中心之上，以使得半導體裝置1之檢測表面S能夠完全包含於一捕獲區域之中。

並且，三維照相機820也可僅定位於檢測表面S之中心之上，以使得半導體裝置1之檢測表面S能夠完全包含於一捕獲區域之中。然而，在使用一行掃描儀作為三維照相機820之情況下，三維照相機820可與三維光源810一起，根據半導體裝置1之檢測表面S進行不同之排列。

在使用一行掃描儀作為三維照相機820之情況下，三維光源810之排列以便在透過二維視覺檢測單元700捕獲檢測表面S之一影像的基礎上，檢測檢測表面S之一邊緣，並且三維照相機820之排列以便捕獲檢測表面S之邊緣之影像。並且，三維視覺檢測單元800可配設為使得透過自檢測表面S之邊緣相對於檢測表面S移動，可捕獲檢測表面S之影像。

作為關於三維視覺檢測單元800及二維視覺檢測單元700排列的第一實施例，如「第1圖」所示，三維光源810及三維照相機820可排列為以便關於垂直於檢測表面S的法線LN彼此對襯。

這裡，三維光源810及三維照相機820可具有關於檢測表面S的法線LN為10°~45°的角度θ1、θ2，並且更佳地，為20°~25°之角度以便最小化由於漫反射及陰影區的檢測誤差。

作為關於三維視覺檢測單元800及二維視覺檢測單元700的第二實施例，如「第3圖」所示，三維光源810可排列為以便照射與垂直於檢測表面S的法線LN相平行之光線。並且，三維照相機820可排列為以便捕獲與垂直於檢測表面S的法線LN呈一傾斜角度的檢測表面S之影像。

與三維視覺檢測單元800及二維視覺檢測單元700排列的第二實施例相反，如「第4圖」所示，三維光源810可排列為以便相距垂直於檢測表面S的法線LN一傾斜角度照射光線。並且，三維照相機820可排列為以便捕獲平行於垂直檢測表面S的法線LN之檢測表面S的影像。

視覺檢測單元50可包含有一影像分析儀(圖未示)，用以分析分別透過二維視覺檢測單元700及三維視覺檢測單元800捕獲的半導體裝置1之外觀，具有一二維形狀及一三維形狀的向下或向上之影像。

該影像分析器，二維視覺檢測單元700、及三維視覺檢測單元800可實現為一個模組，或作為該設備之一控制器之一部份。

如「第5圖」及「第6圖」所示，具有視覺檢測單元50的視覺檢測設備可進行不同之排列，並且根據設計可包含有另外之元件。

如「第5圖」及「第6圖」所示，本發明之半導體裝置之視覺檢測設備可包含有視覺檢測單元50、以及一裝載單元100，裝載單元100用以裝載具有複數個待視覺檢測的半導體裝置1之托盤2。如上所述，視覺檢測單元50包含有二維視覺檢測單元700、以及三維視覺檢測單元800。

用以將待視覺檢測的半導體裝置1提供至視覺檢測單元50的裝載單元100可配設為以便透過將半導體裝置1裝載於托盤2之裝置接收槽2a之中，用以將複數個半導體裝置1傳送至視覺檢測單元50。

裝載單元100可具有不同之結構。如「第5圖」及「第6圖」所示，裝載單元100可包含有一導向單元110、以及一驅動單元(圖未示)，導向單元110用以導向裝載有複數個半導體裝置1的托盤2之移動，並且驅動單元用以沿著導向單元110移動托盤2。

如「第5圖」所示，視覺檢測單元50可安裝於導向單元110之一側面。或者，如「第6圖」所示，視覺檢測單元50可安裝於導向單元110之上方。考慮到檢測速度，視覺檢測單元50在數目上可安裝有複數個。

如「第5圖」所示，半導體裝置之視覺檢測設備更包含有一個或多個傳送工具600，傳送工具600安裝於半導體裝置1的一移動路徑之上，即，安裝於裝載單元100之上，用以透過真空壓力按照一吸附方式傳送半導體裝置1。視覺檢測單元50可安裝於半導體裝置1的移動路徑之下，並且檢測透過傳送工具600傳送之半導體裝置1之檢測表面S。

如「第5圖」所示，當視覺檢測單元50安裝於導向單元110之一側面時，在拾取至少一個半導體裝置1裝載於托盤2中之後，裝載於托盤2之中以便沿裝載單元100之導向單元110傳送的半導體裝置1，透過傳送工具600傳送至視覺檢測單元50。在半導體裝置1之影像透過視覺檢測單元50捕獲之後，半導體裝置1再次放置於托盤2之中。

如「第5圖」及「第7圖」所示，傳送工具600可配設為使得拾取複數個半導體裝置1的拾取器610排列為至少一行。並且，視覺檢測單元50透過捕獲由傳送工具600傳送的半導體裝置1之向下或向上的影像，執行一視覺檢測。

也就是說，一旦半導體裝置1透過排列為複數行的拾取器610傳送至一檢測位置，即，視覺檢測單元50之一頂側面，視覺檢測單元50捕獲半導體裝置1的向下或向上之影像且分析捕獲之影像。視覺檢測單元50透過根據分析之結果檢測半導體裝置1的此種方法，稱作一即時量測〞OTF〞方法。

考慮到複數個拾取器610排列為複數行，傳送工具600可在一水平方向(X軸方向)及一垂直方向(Y軸方向)排列為一〞m x n〞行(〞m〞及〞n〞係為大於2之自然數)。「第7圖」表示傳送工具600排列為10 x 2行。這裡，拾取器610可根據托盤2之上形成的裝置接收槽之排列類型進行不同之排列，以便在其中裝載半導體裝置1。

傳送工具600包含有複數個安裝於一托架630的拾取器610，並且支撐托架630之安裝以便沿安裝在一主體10的傳送工具導向件601移動。

用以拾取且傳送半導體裝置1的拾取器610可具有不同之結構。並且，這些拾取器610可包含有透過產生真空壓力在一吸附方式下，當半導體裝置1在上及下方向(Z方向)移動時，拾取半導體裝置1的複數個吸附頭612。每一吸附頭612可配設為獨立在上及下方向上移動。

待檢測之半導體裝置1在裝載狀態下傳送至托盤2之裝置接收槽2a之中。可根據半導體裝置1的之類型及製造公司改變一水平間隔(X軸方向)及一垂直間隔(Y軸方向)。

因此，傳送工具600較佳之配設使得這些拾取器610之水平及垂直間隔(Ph、Pv)不僅能夠固定，而且能夠在一個或多個方向(X或Y方向)上控制。

傳送工具600可配設為使得拾取器610之間的間隔能夠在水平及垂直方向的至少一個方向上固定，並且能夠在另一方向上控制。或者，傳送工具600可配設為使得拾取器610之間的間隔能夠在水平或垂直方向的至少一個方向上控制。

一用以拾取器610之間的水平間隔或垂直間隔的節距控制器(圖未示)可實現為具有一連接裝置、一線性移動裝置等的不同模組。

節距控制器可實現為人工控制拾取器610之間的間隔，或者可設置為以便透過識別半導體裝置1的位置或托盤2的裝置接收槽2a之間的間隔，自動控制拾取器610之間的間隔。拾取器610之間的間隔可彼此相同或不相同。

一旦傳送工具600將半導體裝置1傳送至視覺檢測單元50，半導體裝置1之間的間隔需要變窄，以使得僅能夠捕獲半導體裝置1之影像。因此，傳送工具600在水平及垂直方向的至少一個方向上，可變窄排列為複數行的拾取器610之間的間隔。然後，視覺檢測單元50可捕獲半導體裝置1的向下或向上之影像。

半導體裝置1透過排列為〞m x n〞行的拾取器610，傳送至視覺檢測單元50之一頂側面。因此，視覺檢測單元50安裝為相距〞m x n〞行排列的半導體裝置1具有一適當距離，以便捕獲半導體裝置1之影像。

如「第8圖」及「第9圖」所示，由於視覺檢測單元50實現為一照相機，因此根據照相機之視角，即，視野(field of view,FOV)，能夠同時捕獲半導體裝置1的數目限制為1、2、4等。

如「第8圖」及「第9圖」所示，視覺檢測單元50透過傳送工具600拾取複數行的半導體裝置1，並且然後按照一恆定速度在一方向上或通過一些步驟移動拾取的半導體裝置1，由此捕獲位於照相機之視野(FOV)內的半導體裝置1之影像。

如上所述，在傳送工具600拾取複數行的半導體裝置1且將拾取之半導體裝置1移動至視覺檢測單元50之一頂側面之後，視覺檢測單元50捕獲半導體裝置1之影像。因此，能夠顯著增加半導體裝置1的檢測速度。

如「第6圖」所示，在視覺檢測單元50安裝於導向單元110上方之情況下，視覺檢測單元50安裝為以便在托盤2之一移動路徑之上，即，裝載單元100之一頂側面，可在水平及垂直方向，即，X軸及Y軸方向上移動。

視覺檢測單元50透過關於托盤2，即半導體裝置1，的相對移動，即，透過執行一X軸方向之移動、一Y軸方向之移動、X及Y軸方向之移動、一旋轉移動等，執行一視覺檢測。因此，在主體10可安裝導向單元510、540，用以在X及Y方向導向實現為一個模組的二維視覺檢測單元700及三維視覺檢測單元800之運動。

如「第5圖」及「第6圖」所示，半導體裝置之視覺檢測設備可更包含有一分類單元300，用以根據透過視覺檢測單元50，即二維視覺檢測單元700及三維視覺檢測單元800之檢測結果，將半導體裝置1彼此分類。

分類單元300具有與裝載單元100相類似之結構。並且，分類單元300在數目上可實現為複數個，以使得半導體裝置1能夠根據半導體裝置1之檢測結果，分類為一良好G，廢品或次品1(R1)、廢品或次品(R2)等。

每一分類單元300可包含有一導向單元310以及一驅動單元(圖未示)，導向單元310平行安裝於裝載單元100之一個側面，並且驅動單元用以沿導向單元310移動托盤2。

托盤2能夠透過裝載單元100與分類單元300之間的一托盤傳送裝置(圖未示)傳送。並且托盤2可更包含有一空托盤單元200，用以將其上沒有裝載半導體裝置1的一空托盤2供給至分類單元300。

空托盤單元200可包含有一平行安裝於裝載單元100之一個側面的導向單元210，以及一沿導向單元210移動托盤2的驅動單元(圖未示)。

在分類單元300可另外安裝一傳送工具620，用以根據透過每一分類單元300之分類結果，傳送每一分類單元300之間的半導體裝置1。

傳送工具620具有與上述之傳送工具600相類似之結構，並且具有複數行或一行之結構。

作為一最後之製程，檢測半導體裝置1的頂與/或底影像。

經歷過最後製程的半導體裝置1裝載於托盤2之中，或者可插入至一捲帶中以分配至市場。因此，需要檢查是否半導體裝置1已經適當裝載於托盤2之上。

因此，該半導體裝置之視覺檢測設備可包含有一裝載狀態檢查單元，裝載狀態檢查單元相鄰於托盤2之裝置接收槽2a安裝，用以檢查半導體裝置1是否已經正確安裝於裝置接收槽2a之中。

半導體裝置之視覺檢測設備通過以下步驟執行半導體裝置1的視覺檢測。

半導體裝置之視覺檢測設備包含有一二維視覺檢測步驟、以及一三維視覺檢測步驟，二維視覺檢測步驟透過自一二維光源710向半導體裝置1的頂及底表面之檢測表面S照射光線，並且然後透過使用一二維照相機720拍攝向其上已照射二維光源710發出之光線的檢測表面S，用以獲得一個或多個半導體裝置1之二維形狀；三維視覺檢測步驟，透過向在二維視覺檢測步驟中檢測的檢測表面S照射一三維光源810發出之光線，並且然後透過使用一三維照相機820，拍攝其上已照射三維光源810發出之光線的檢測表面S，用以捕獲半導體裝置1的三維形狀之影像。

二維視覺檢測步驟與三維視覺檢測步驟可同時執行。或者，在完成二維視覺檢測步驟之後，可執行三維視覺檢測步驟。

如「第9A圖」所示，二維視覺檢測步驟可在一個或多個半導體裝置1已經移動或停止的狀態下執行。如「第9B圖」所示，三維視覺檢測步驟可在二維視覺檢測步驟之後，當三維照相機820相對移動至下一執行二維視覺檢測的半導體裝置1時，隨著三維照相機820掃描檢測表面S執行。在「第9A圖」之中，FOV表示透過二維照相機720捕獲之區域，並且PA表示透過三維照相機820捕獲之區域。

上述之實施例及優點僅為示例性的且並不構成對本發明之限制。本發明之思想可應用於其他類型之設備中。本說明書僅為示例性之說明，並且並不限制於專利保護範圍之限制。本領域之技術人員應該意識到許多的替換、變化、及修改。在此描述的特點、結構、方法、以及其他特徵可以不同之方式相結合，以獲得另外與/或可替換的實施例。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本領域之技術人員應當意識到在不脫離本發明所附之申請專利範圍所揭示之本發明之精神和範圍的情況下，所作之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。關於本發明所界定之保護範圍請參照所附之申請專利範圍。

1．．．半導體裝置

2．．．托盤

2a．．．裝置接收槽

10．．．主體

50．．．視覺檢測單元

100．．．裝載單元

110、210．．．導向單元

200．．．空托盤單元

300．．．分類單元

310．．．導向單元

510、540．．．導向單元

600．．．傳送工具

601．．．導向件

610．．．拾取器

612．．．吸附頭

620．．．傳送工具

630．．．托架

700．．．二維視覺檢測單元

710．．．二維光源

711．．．第一光照組

711a、712a、713a、714a．．．發光二極體裝置

711b、712b、713b、714b．．．基板

712、713．．．第二光照組

714．．．第三光照組

720．．．二維照相機

730．．．三維照相機

800．．．三維視覺檢測單元

810．．．三維光源

820．．．三維照相機

S．．．檢測表面

α1、α2、α3．．．光照角度

LN．．．法線

θ₁ 、θ₂ ．．．角度

Ph．．．水平間隔

Pv．．．垂直間隔

FOV．．．二維照相機捕獲之區域

PA．．．三維照相機捕獲之區域

第1圖係為本發明之一半導體裝置之視覺檢測設備之一視覺檢測單元之概念圖；

第2A圖及第2B圖係為第1圖所示之一二維視覺檢測單元的光照模組之一部份之透視圖；

第3圖及第4圖係為第1圖之視覺檢測單元的一二維視覺檢測單元及一三維視覺檢測單元之概念圖；

第5圖係為具有第1圖的視覺檢測單元的本發明一半導體裝置之視覺檢測設備之一實例之概念圖；

第6圖係為具有第1圖的視覺檢測單元的本發明一半導體裝置之視覺檢測設備之另一實例之概念圖；

第7圖係為第5圖的一半導體裝置之視覺檢測設備之傳送工具的底表面之概念圖；

第8圖係為透過第7圖之傳送工具傳送的一半導體裝置之狀態之概念圖；以及

第9A圖及第9B圖係為當透過第7圖及第8圖之傳送工具傳送時，一半導體裝置被檢測之概念圖。

1．．．半導體裝置

50．．．視覺檢測單元

700．．．二維視覺檢測單元

710．．．二維光源

711．．．第一光照組

711a、712a、713a、714a．．．發光二極體裝置

711b、712b、713b、714b．．．基板

712、713．．．第二光照組

714．．．第三光照組

720．．．二維照相機

800．．．三維視覺檢測單元

810．．．三維光源

820．．．三維照相機

S．．．檢測表面

α1、α2、α3．．．光照角度

LN．．．法線

θ₁ 、θ₂ ．．．角度

Claims (11)

1. 一種半導體裝置之視覺檢測設備，該視覺檢測設備包含有一視覺檢測單元，用以透過捕獲該半導體裝置之影像及分析該捕獲之影像執行至少一個半導體裝置之視覺檢測，其中該視覺檢測單元包含有：一二維視覺檢測單元，係具有一二維光源及一二維照相機，該二維光源用以將光線照射於待檢測的一個或多個半導體裝置之一頂及底表面之一個表面的檢測表面之上，該二維照相機用以捕獲該半導體裝置之影像，以便透過拍攝其上已照射自該二維光線發射出之光線的檢測表面獲得一二維形狀；以及一三維視覺檢測單元，係具有一三維光源及一三維照相機，該三維光源用以將光線照射於透過該二維視覺檢測單元檢測的該檢測表面之上，並且該三維照相機用以獲得該半導體裝置之影像，以便透過拍攝其上已照射自該三維光源發射出之光線的該檢測表面獲得一三維形狀，其中該視覺檢測單元對由複數個拾取器拾取的複數個半導體裝置執行視覺檢測；以及其中該二維視覺檢測單元在該等半導體裝置已經停止的狀態下執行視覺檢測，在該二維視覺檢測單元執行視覺檢測之後，當該三維照相機相對移動至下一個執行二維視覺檢測的半導體裝置時，該三維視覺檢測單元隨著該三維照相機掃描檢測 表面執行視覺檢測。
2. 如請求項第1項所述之半導體裝置之視覺檢測設備，其中該三維光源及該三維照相機基於垂直於該檢測表面的一法線彼此對稱排列。
3. 如請求項第1項所述之半導體裝置之視覺檢測設備，其中該三維光源及該三維照相機以相對於垂直於該檢測表面之一法線具有10°~45°之角度排列。
4. 如請求項第1項至第3項任何一項所述之半導體裝置之視覺檢測設備，其中該二維照相機與垂直於該檢測表面之一法線相平行排列。
5. 如請求項第1項所述之半導體裝置之視覺檢測設備，其中該三維光源及該三維照相機之一與垂直於該檢測表面之一法線相平行排列，並且該另一個與垂直於該檢測表面之一法線呈一傾斜角排列。
6. 如請求項第1項所述之半導體裝置之視覺檢測設備，其中該半導體裝置裝載於具有複數個裝置接收槽的一托盤之內。
7. 如請求項第1項所述之半導體裝置之視覺檢測設備，更包含一個或多個傳送工具，用以透過吸附與該半導體裝置之該檢測表面相對之一表面傳送該半導體裝置，其中該視覺檢測單元檢測透過該一個或多個傳送工具傳送的該一個或多個半導體裝置之該檢測表面。
8. 如請求項第1項所述之半導體裝置之視覺檢測設備，其中該二維光源係為一發光二極體(LED)光源，以及該三維光源係為一雷射光源。
9. 如請求項第1項所述之半導體裝置之視覺檢測設備，其中該二維光源包含有複數個光照組，該等光照組具有至少一個彼此不相同的光照顏色、光照角、以及光照強度。
10. 如請求項第9項所述之半導體裝置之視覺檢測設備，其中該等光照組包含有：一第一光照組，係安裝為具有一關於該半導體裝置之該檢測表面低於30°之光照角；一第二光照組，係安裝為具有一關於該半導體裝置之該檢測表面為30°~90°之光照角；以及一第三光照組，係安裝為具有一關於該半導體裝置之該檢測表面為90°之光照角。
11. 一種半導體裝置之視覺檢測方法，係包含以下步驟：一二維視覺檢測步驟，透過自一二維光源向由複數個拾取器拾取的待檢測之複數個半導體裝置之頂及底表面之一個表面的檢測表面之上照射光線，並且然後透過使用一二維照相機拍攝其上已照射該二維光源發出之光線的該檢測表面，用以獲得一半導體裝置之二維形狀之影像；以及一三維視覺檢測步驟，透過向在該二維視覺檢測步驟中檢 測的該檢測表面照射一三維光源發出之光線，並且然後透過使用一三維照相機，拍攝其上已照射該三維光源發出之光線的該檢測表面，用以獲得該半導體裝置的三維形狀之影像，其中該二維視覺檢測步驟係在一個或多個半導體裝置停止之後執行，其中該三維視覺檢測步驟係在該二維視覺檢測步驟之後，當該三維照相機相對移動至下一個執行二維視覺檢測的半導體裝置時，隨著該三維照相機掃描該檢測表面執行。