TWI500927B - 非接觸式中介層檢測方法與裝置 - Google Patents

Description

非接觸式中介層檢測方法與裝置

本發明係有關於一種非接觸式中介層檢測方法與裝置，尤指涉及一種利用中介層損壞前後之熱行為差異，讓使用者可在不接觸中介層而不造成中介層破損之前提下，對一批未知之中介層進行堆疊前測試，特別係指無需額外另找良好之中介層做比較即可達到更良好、更精確之堆疊前測試者。

堆疊式晶片以中介層作為晶片間訊號傳遞之媒介，故中介層之良率影響堆疊式晶片產品成本甚鉅。

一般堆疊式晶片測試分為堆疊前測試與堆疊後測試。堆疊前測試係將數個晶片、中介層與基底等元件分別在堆疊前各自進行測試；而堆疊後測試則係將各個元件堆疊完成後進行之測試。若在堆疊前無法測試出中介層有所損壞，而誤將損壞之中介層堆疊至堆疊式晶片產品中時，雖有堆疊後測試可得知堆疊式晶片之好壞，但顯然已額外花費其他良好之元件，並提高產品量產之成本。

所以為節省後續製程與測試之花費，中介層堆疊前測試乃必要之程序。按傳統中介層測試係採探針接觸方式將電流導至中介層表面之金屬線，藉由觀察電流行為進行損壞判斷，如美國專利US 7,863,106號案，其即使用探針與玻璃導板加裝在中介層上，並利用通電之方式進行測試，惟其使用探針將造成中介層之破損。另外，美國專利US 2011/0170572號案，此前案係將複數個薄膜墊片捲繞在滲透管上，並在滲透管與薄膜墊片間流通壓縮氣體，藉此加熱或冷卻薄膜墊片。接著利用捲繞表面之熱分布圖與正常樣本之熱分布圖做溫差計算，若有溫差出現即表示該層之薄膜墊片有所損壞。然而，此前案雖以標準與未知樣本間之溫差直接判斷未知樣本之好壞，惟中介層係微米級之元件，同一批中介層彼此間仍具製程上之誤差，故無法利用溫差直接判斷中介層之好壞；並且，每一批中介層上金屬線之規劃差異極大，更無標準樣本可供比對，以驗證中介層之測試精準度。而美國專利US 6,730,912號案，此前案係將一樣本體之一端加熱，利用紅外線攝影機紀錄橫向熱傳之行為。接著利用影像微分運算得出溫差極大值，藉以找出垂直或夾某一角度之裂縫位置。然而，此前案雖使用影像微分之手段，惟其僅能作用於單一材質或化合物之樣本，且需要額外另找一個良好之中介層才能進行比較，並不簡便。此外，中華民國專利第432219號案，其提出一種將已知正常及已知異常之電子元件透過通電方式加熱後，藉由溫差建立出權重表，並利用權重表分析未知電子元件正常與否。此前案係利用通電方式檢測溫度變化之異常，且須利用已知正常與已知異常之電子元件為前提才足以檢測未知電子元件之好壞，故不敷實際應用。

由上述可知，為測試堆疊前中介層之好壞，現今測試廠需克服兩個問題：其一，中介層乃被動元件，無法利用功能性測試觀察其功能之正確性；其二，中介層之厚度不足(50~100μm)，以至 於無法利用探針測試其電性。因此，如何在不使用功能性測試，且不接觸中介層之前提進行堆疊前測試乃現今之一大挑戰。故，一般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需。

本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種利用中介層損壞前後之熱行為差異，讓使用者可在不使用功能性測試，且不接觸中介層而不造成中介層破損之前提下，對一批未知之中介層進行堆疊前測試之非接觸式中介層檢測方法與裝置。

本發明之次要目的係在於，提供一種無需額外另找良好之中介層做比較即可達到更良好、更精確之堆疊前測試之非接觸式中介層檢測方法與裝置。

為達以上之目的，本發明係一種非接觸式中介層檢測方法與裝置，該裝置包括：一加熱器，係對一批待測中介層進行加熱作業，將熱能傳遞至該些待測中介層；一影像擷取裝置，係與該加熱器連接，將依序對應該每一待測中介層之加熱之溫度分布擷取一熱影像，以取得該批待測中介層於加熱後所顯示之複數個熱影像；複數個雜訊濾波器，係與該影像擷取裝置連接，用以對該些複數個熱影像進行濾波處理，以產生已濾除雜訊之複數個熱影像；複數個微分濾波器，係與該些複數個雜訊濾波器連接，用以每二相鄰之微分濾波器比較其對應接收之熱影像以偵測其間之變動點，藉此擷取在該些複數個熱影像中之每兩個之一熱行為差異來產生一熱行為差異影像圖，俾以自該些複數個熱影像擷取熱行為差異而取得複數個熱行為差異影像圖；以及一比對模組，用以接收該 些複數個熱行為差異影像圖，其包含一第一比較器及一與該第一比較器連接之第二比較器，該第一比較器比較至少二個熱行為差異影像圖，根據圖中各個熱行為差異之分布找出良好之中介層，該第二比較器將該良好之中介層與其他熱行為差異影像圖比較，以估測每一待測中介層之良率。

於本發明上述實施例中，該加熱器可為紅外線(Infrared Ray,IR)加熱器。

於本發明上述實施例中，每一雜訊濾波器係對應接收一熱影像進行濾波處理，並據以產生一已濾除雜訊之熱影像。

10‧‧‧待測中介層

10a‧‧‧熱行為差異影像圖

11‧‧‧加熱器

12‧‧‧影像擷取裝置

13‧‧‧雜訊濾波器

14‧‧‧微分濾波器

15‧‧‧比對模組

151‧‧‧第一比較器

152‧‧‧第二比較器

S21~S25‧‧‧步驟

第1圖，係本發明測試裝置之架構示意圖。

第2圖，係本發明測試方法之流程示意圖。

第3圖，係本發明良好與損壞中介層之熱行為差異影像示意圖。

請參閱『第1圖~第3圖』所示，係分別為本發明測試方法之流程示意圖、本發明測試裝置之架構示意圖、及本發明良好與損壞中介層之熱行為差異影像示意圖。如圖所示：本發明係一種非接觸式中介層檢測方法與裝置，該裝置係包括一加熱器11、一影像擷取裝置12、複數個雜訊濾波器13、複數個微分濾波器14、以及一比對模組15所構成。

上述所提之加熱器11可為紅外線(Infrared Ray,IR)加熱器。

上述影像擷取裝置12係與該加熱器11連接，可為熱影像儀， 可於擷取之熱影像中利用不同顏色呈現溫度分布。

上述複數個雜訊濾波器13係與該影像擷取裝置12連接，且每一雜訊濾波器13係對應接收一熱影像進行濾波處理，並據以產生一已濾除雜訊之熱影像。

上述複數個微分濾波器14係與該些複數個雜訊濾波器13連接，且每一微分濾波器14係對應接收一已濾除雜訊之熱影像，比較每兩個微分濾波器14所接收之已濾除雜訊之熱影像以找出其間之變動點，擷取熱行為差異而產生一熱行為差異影像圖。

上述比對模組15係與該些複數個微分濾波器14連接，其包含一第一比較器151及一與該第一比較器151連接之第二比較器152。

當運用時，如第2圖所示，首先在步驟S21提供一批待測中介層10，且該待測中介層10可為複數種材料製造而成；步驟S22，以該加熱器11對該些待測中介層10進行加熱作業，將熱能傳遞至該些待測中介層10，再搭配該影像擷取裝置12，將依序對應該每一待測中介層10之加熱之溫度分布擷取一熱影像，以取得該些待測中介層10於加熱後所顯示之複數個熱影像，如第1圖中所示中介層熱影像A、B、C；步驟S23，該些複數個雜訊濾波器13係對該些複數個熱影像進行濾波處理，以產生已濾除雜訊之複數個熱影像，再利用該些複數個微分濾波器14，以每二相鄰之微分濾波器14比較其對應接收之熱影像以偵測其間之變動點，藉此擷取在該些複數個熱影像中之每兩個之一熱行為差異來產生一熱行為差異影像圖(如第1圖中所示熱行為差異BC、 AB、AC)，俾以自該些複數個熱影像擷取熱行為差異而取得複數個熱行為差異影像圖10a，如第3圖所示；以及步驟S24、S25，該比對模組15接收該些複數個熱行為差異影像圖，以該第一比較器151比較至少二個熱行為差異影像圖，根據圖中各個熱行為差異之分布找出良好之中介層，再由該第二比較器152將該良好之中介層與其他熱行為差異影像圖比較，以估測每一待測中介層之良率。

如是，藉由上述揭露之流程與結構構成一全新之非接觸式中介層檢測方法與裝置。

於一較佳實施例中，取得一中介層樣本F，而各樣本損壞情形如下表1所示，其中N代表無損壞。表1中之樣本C即以第3圖所示之待測中介層10之佈局為樣本，由圖中熱行為差異影像圖10a可見中介層佈侷中之編號3、13及17等處發現損壞情形。

於一較佳應用例中，本發明取得一批待測中介層，其中A、B為正常樣本，C、D、E為損壞樣本，分別進行四組實驗，其實驗結果如下表2所示，四組實驗結果所得之正確率皆為100%，足證本發明所提之非接觸式中介層檢測方法與裝置，係可達到精確之堆疊前測試。

藉此，本發明提出一種非接觸式中介層檢測方法與裝置，係利用中介層損壞前後之熱行為差異，讓使用者可在不使用功能性測試，且不接觸中介層而不造成中介層破損之前提下，對一批未知之中介層進行堆疊前測試。主要係提供一種透過外部加熱方式，並以相關儀器得到待測中介層之熱影像，並利用各個中介層間熱行為之差異，交叉比對出良好之中介層，無需額外另找良好之中介層做比較即可達到更良好、更精確之堆疊前測試。

綜上所述，本發明係一種非接觸式中介層檢測方法與裝置，可有效改善習用之種種缺點，係利用中介層損壞前後之熱行為差異，讓使用者可在不使用功能性測試，且不接觸中介層而不造成中介層破損之前提下，對一批未知之中介層進行堆疊前測試，無需額外另找良好之中介層做比較即可達到更良好、更精確之堆疊前測試，進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書 內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧待測中介層

11‧‧‧加熱器

12‧‧‧影像擷取裝置

13‧‧‧雜訊濾波器

14‧‧‧微分濾波器

15‧‧‧比對模組

151‧‧‧第一比較器

152‧‧‧第二比較器

Claims (3)

1. 一種非接觸式中介層檢測裝置，係包括：一加熱器，係對一批待測中介層進行加熱作業，將熱能傳遞至該些待測中介層；一影像擷取裝置，係與該加熱器連接，將依序對應該每一待測中介層之加熱之溫度分布擷取一熱影像，以取得該批待測中介層於加熱後所顯示之複數個熱影像；複數個雜訊濾波器，係與該影像擷取裝置連接，用以對該些複數個熱影像進行濾波處理，以產生已濾除雜訊之複數個熱影像；複數個微分濾波器，係與該些複數個雜訊濾波器連接，用以每二相鄰之微分濾波器比較其對應接收之熱影像以偵測其間之變動點，藉此擷取在該些複數個熱影像中之每兩個之一熱行為差異來產生一熱行為差異影像圖，俾以自該些複數個熱影像擷取熱行為差異而取得複數個熱行為差異影像圖；以及一比對模組，係與該些複數個微分濾波器連接，用以接收該些複數個熱行為差異影像圖，其包含一第一比較器及一與該第一比較器連接之第二比較器，該第一比較器比較至少二個熱行為差異影像圖，根據圖中各個熱行為差異之分布找出良好之中介層，該第二比較器將該良好之中介層與其他熱行為差異影像圖比較，以估測每一待測中介層之良率，使得無需額外另找良好之中介層做比較即可完成對一批未知之中介層進行堆疊前測試。
2. 依申請專利範圍第1項所述之非接觸式中介層檢測裝置，其中， 該加熱器可為紅外線(Infrared Ray,IR)加熱器。
3. 依申請專利範圍第1項所述之非接觸式中介層檢測裝置，其中，每一雜訊濾波器係對應接收一熱影像進行濾波處理，並據以產生一已濾除雜訊之熱影像。