TWI623739B - 視覺檢測方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種元件處理裝置，尤其涉及一種對元件執行視覺檢測的元件處理裝置及視覺檢測方法。本發明揭露一種視覺檢測方法，用於對形成在元件(1)的表面上的多個球狀突出部(1a)執行視覺檢測，包括：圖像獲取步驟，對於元件(1)的表面相對移動的同時將狹縫光照射於元件(1)的表面，並且通過光學三角法測量元件(1)的表面上的高度，同時獲取對照射狹縫光的元件(1)表面的第一圖像，其中狹縫光照射在元件(1)表面時形成為大於0°且小於90°的第一入射角；及狹縫光分析步驟，在通過圖像獲取步驟獲取的第一圖像中，在以像素為單位且像素值為提前設定的值以上的區域內，將通過圖像獲取步驟測量的高度的最高位置指定為突出部(1a)的頂點位置。

Description

視覺檢測方法
本發明涉及一種視覺檢測方法，尤其涉及一種對元件執行視覺檢測的視覺檢測方法。
半導體元件是經過半導體製程、鋸切製程等裝載於客戶托盤等之後出廠。在此，各製程執行視覺檢測等，以提高合格率及出廠後的可靠性。
另一方面，對半導體元件的視覺檢測為，檢測半導體元件的外觀狀態以及表面狀態是否合格，諸如引線(lead)或球柵(ball grid)是否有損壞、裂紋(crack)、刮痕(scratch)等。
另一方面，增加對如上所述的半導體元件的外觀狀態以及表面狀態的檢測，同時根據該檢測時間以及各個模組的配置，影響用於執行整體製程的時間以及裝置的大小。
尤其是，關於用於對裝載有多個元件的晶圓、托盤等的安裝、對各個元件的視覺檢測的一個以上的模組、根據檢測後的檢測結果的卸載模組的結構以及配置，裝置的大小有所不同。
並且，裝置的大小限制可設置在元件檢測線內的元件處理裝置的數量，或者根據已提前設定的數量設置元件處理裝置，影響用於生產元件的設置費用。
本發明的目的在於提供以下的視覺檢測方法：瞭解如上所述的問題，可提高對形成在元件表面的球端頭等突出部的視覺檢測的可靠性。
本發明是為了達成如上所述的本發明的目的而提出，本發明公開了一種視覺檢測方法，用於對形成在元件1的表面上的多個球狀突出部1a執行視覺檢測，其特徵在於，包括：圖像獲取步驟，相對於所述元件1的表面相對移動的同時將狹縫光照射於所述元件1的表面，並且通過光學三角法測量所述元件1的表面上的高度，同時獲取對照射所述狹縫光的所述元件1的表面的第一圖像，其中所述狹縫光照射在所述元件1表面時形成為大於0°且小於90°的第一入射角；以及狹縫光分析步驟，在通過所述圖像獲取步驟獲取的第一圖像中，在以像素為單位像素值為提前設定的值以上的區域內，將通過圖像獲取步驟測量的高度的最高位置指定為所述突出部1a的頂點位置。
所述突出部1a較佳為可以是球端頭。
所述狹縫光較佳為使用單色光。
根據本發明的視覺檢測方法具有以下優點，對於元件表面中的突出部，尤其是對球端頭的頂點位置進行檢測時，將狹縫光照射於元件表面，並且從照射於元件的圖像中具有提前設定的值以上的像素值的區域內，將通過照射狹縫光測量的高度的最高位置指定為突出部的頂點位置，進而能夠顯著提高反復進行視覺檢測的可靠性以及視覺檢測速度。
1‧‧‧元件
1a‧‧‧突出部
410‧‧‧視覺檢測模組
710‧‧‧二維視覺檢測部
711‧‧‧第一光源部
712‧‧‧第一圖像獲取部
720‧‧‧三維視覺檢測部
721‧‧‧第二光源部
722‧‧‧第二圖像獲取部
圖1是顯示用於執行根據本發明的視覺檢測方法的視覺檢測模組的一示例的概念圖。
圖2是顯示圖1的視覺檢測模組的配置的平面圖。
圖3a是顯示圖1的視覺檢測模組的變形例的概念圖。
圖3b是顯示圖3a的視覺檢測模組的配置的平面圖。
圖3c是顯示圖3a的視覺檢測模組的變形例的概念圖。
圖4a至圖6b係為執行根據本發明的視覺檢測方法的過程，是根據突出部的位置顯示狹縫光的變化的概念圖；圖4a及圖4b是顯示經過突出部的頂點之 前夾縫光的照射圖案的圖面；圖5a及圖5b是顯示突出部頂點的夾縫光的照射圖案的圖面；圖6a及圖6b是顯示經過突出部的頂點之後夾縫光的照射圖案的圖面。
圖7是顯示根據本發明的視覺檢測方法的執行過程所測量的突出部的高度與實際突出部的高度的關係的示意圖。
以下，參照附圖如下說明根據本發明的視覺檢測方法。
根據本發明的視覺檢測方法通過視覺檢測模組410執行，利用攝影機、掃描器等獲取對元件1表面等的外觀的圖像。
在此，元件1為作為晶片級晶片尺寸封裝(WL-CSP：Wafer level chip scale pacake)、SD記憶體、快閃記憶體、CPU等完成半導體製程的元件，只要是在表面形成球柵等突出部1a的元件，都可以成為元件1。
視覺檢測模組410作為對元件1執行視覺檢測的結構，可具有各種結構。
作為一示例，視覺檢測模組410作為利用攝影機、掃描器等對元件1表面的外觀獲取圖像的結構，可具有各種結構。
在此，通過視覺檢測模組410獲取的圖像應用於視覺檢測，該視覺檢測利用程式等分析圖像之後檢測其是否合格。
另一方面，視覺檢測模組410根據視覺檢測的種類可具有各種結構，尤其是，較佳為二維視覺檢測以及三維視覺檢測都可以執行的結構。
作為一示例，視覺檢測模組410可包括：二維視覺檢測部710，包括第一圖像獲取部712與第一光源部711，該第一圖像獲取部712為了進行二維視覺檢測而獲取元件1的表面的圖像，該第一光源部711為了第一圖像獲取部712的圖像獲取而對元件1的表面照射光；三維視覺檢測部720，包含第二圖像獲取部722與第二光源部721，該第二圖像獲取部為了進行三維視覺檢測而獲取元件1表面的圖像，該第二光源部721為了第二圖像獲取部722的圖像獲取而對元件1的表面照射光。
尤其是，視覺檢測模組410根據二維視覺檢測部710以及三維視覺檢測部720的結構以及配置可具有各種結構。
首先，視覺檢測模組410可具有與韓國公開專利公報第10-2010-0122140號的實施例以及圖2a及圖2b所示相同的結構。
在此，三維視覺檢測部720的第二光源部721可具有各種結構，並且可使用諸如雷射的單色光、白色光等。
尤其是，在作為測量物件的三維形狀微小的情況下，相比於雷射較佳使用白色光。
另外，三維視覺檢測部720的第二光源部721較佳為以狹縫形狀(即，狹縫光)照射於元件1的表面，包括：從光源傳達光的光纖；以及與該光纖連接將狹縫形狀的光照射於元件1的表面的狹縫部。
另一方面，作為測量物件的元件1的尺寸大的情況下，存在通過一個攝影機(掃描器)很難進行元件1的表面上球端頭、凹凸等突出部分的高度等三維測量。
據此，三維視覺檢測部720可包括兩個以上的第二圖像獲取部722。
這時，三維視覺檢測部720可包括分別對應於第二圖像獲取部722的光源部721，並且如圖3a及圖3b所示可包括一個光源部721和以光源部721為基準點而對稱配置的一對第二圖像獲取部722。
並且，視覺檢測模組410的結構如下：對於三維視覺檢測部720以及二維視覺檢測部710的配置，如圖1以及圖2所示以元件1的移動方向為基準而相互重疊配置，或者如圖3a至圖3c所示可依次配置二維視覺檢測部710以及三維視覺檢測部720。
尤其是，如圖3b所示，視覺檢測模組410為，依次配置二維視覺檢測部710以及三維視覺檢測部720的情況下，在三維視覺檢測部720中按照元件1的移動方向配置一對第二圖像獲取部711，並且在一對第二圖像獲取部722之間可配置光源部721。
並且，如圖3c所示，視覺檢測模組410為，依次配置二維視覺檢測部710以及三維視覺檢測部720的情況下，在三維視覺檢測部720中按照元件1的移動方向可依次配置第二圖像獲取部722以及光源部721。
如圖4a至圖6b所示，根據本發明的視覺檢測方法的特徵如下：對於在表面形成多個球狀的突出部1a的元件1，對多個突出部1a執行視覺檢測。
另外，根據本發明的視覺檢測方法包括：圖像獲取步驟，對於元件1的表面相對移動的同時將狹縫光照射於元件1的表面，並且通過光學三角法測量元件1的表面上的高度，同時獲取對照射狹縫光的元件1的表面的第一圖像，其中狹縫光照射在元件1表面時形成為大於0°且小於90°的第一入射角；以及狹縫光分析步驟，在通過圖像獲取步驟獲取的第一圖像中，以像素為單位且在像素值為提前設定的值以上的區域內，將由圖像獲取步驟中測量的高度的最高位置指定為突出部1a的頂點位置。
可通過各種方法執行所述圖像獲取步驟，其中該圖像獲取步驟如下：相對於元件1的表面相對移動的同時將狹縫光照射於元件1的表面，並且通過光學三角法測量元件1的表面上的高度，同時獲取關於狹縫光照射的元件1的表面的第一圖像，其中狹縫光照射在元件1表面時形成為大於0°且小於90°的第一入射角。
在此，例如，所述狹縫光較佳為白色光。
另外，對於元件1表面上的高度，即對於在元件1表面形成的球端頭、凹凸等突出部1a的高度可利用照射出的狹縫光通過光學三角法進行測量。
但是，如圖7所示，對於突出部1a的高度，即使該頂點很高，但是因為狹縫光的歪曲，在經過突出部1a的頂點的位置具有最大值。
這是因為狹縫光照射於突出部1a時光的歪曲，通過這種光的歪曲測量突出部1a的頂點的位置作用為誤差的因素，並且存在反復進行視覺檢測時降低檢測可靠性的問題。
尤其是，諸如球端頭的突出部1a的理想形狀為，在實現球的部分形狀時，該突出部1a的表面的一部分受損的情況下光的歪曲現象被最大化。該光的歪曲現象成為在視覺檢測時突出部1a的頂點位置的誤差產生原因，以及可大幅度降低反復執行視覺檢查時檢測的可靠性。
據此，本發明通過狹縫光的照射，並且利用光學三角法測量元件1的表面上的高度，並且利用狹縫光照射的元件1的圖像將視覺檢測的測量誤差最小化，儘管反復執行了視覺檢測，提高了該檢測結果的可靠性。
據此，所述圖像獲取步驟如下：相對於元件1的表面相對移動的同時將狹縫光照射於元件1的表面，並且通過光學三角法測量元件1的表面上的高度，同時獲取關於狹縫光照射的元件1的表面的第一圖像，其中狹縫光照射在元件1表面時形成為大於0°且小於90°的第一入射角。
在此，元件1的表面上的高度較佳為映射到對應於第一圖像的一個以上的像素的位置進行測量，該第一圖像是關於元件1的表面獲取的圖像。
可通過各種方法執行所述狹縫光分析步驟，該狹縫光分析步驟如下：從圖像獲取步驟獲取的第一圖像中，以像素為單位在像素值為提前設定的值以上的區域內，將由圖像獲取步驟中測量的高度的最高位置指定為突出部1a的頂點位置。
具體地說，由上述的圖像獲取步驟獲取的第一圖像中，設定以像素為單位且像素值為提前設定的值以上的有效區域。
然後，在該有效區域內將從圖像分析步驟測量出的高度的最大位置指定為突出部1a的頂點位置。
在此，狹縫光經過突出部1a的頂點的狀態下，還增加通過光學三角法測量的高度H，但是照射於狹縫光的元件1表面上的狹縫光對應的像素值(照度)具有相對小的值。
考慮到這一點，所述狹縫光分析步驟為，從圖像獲取步驟獲取的第一圖像中計算提前設定的值以上的像素值，進而計算照射於元件1表面上的狹縫光的寬度，將計算出的狹縫光的寬度的最大位置指定為突出部1a的頂點位置。
另一方面，該狹縫光分析步驟映射從圖像獲取步驟獲取的第一圖像與元件1的大小以及第一圖像的像素大小。
然後，若對應元件1上的實際位置與第一圖像的像素位置，則可從計算出的狹縫光的寬度的最大位置的像素位置計算元件1上的實際位置。
另一方面，根據本發明的視覺檢測方法，可通過在以上說明的三維視覺檢測部720中執行，但並不限定於由圖1至圖3c顯示的視覺檢測模組，只要是能夠利用狹縫光執行三維視覺檢測的視覺檢測模組，任何模組都可以執行該方法。
以上僅是示例性地說明了本發明的較佳實施例，但是本發明的範圍並不限定於與此相同的特定實施例，而是可在申請專利範圍記載的範圍內進行適當的改變。

Claims (3)

  1. 一種視覺檢測方法，用於對形成在元件(1)的表面上的多個球狀突出部(1a)執行視覺檢測，其特徵在於，包括：圖像獲取步驟，相對於所述元件(1)的表面相對移動的同時將狹縫光照射於所述元件(1)的表面，並且通過光學三角法測量所述元件(1)的表面上的高度，同時獲取關於照射所述狹縫光的所述元件(1)表面的第一圖像，其中所述狹縫光照射在所述元件(1)表面時形成為大於0°且小於90°的第一入射角；以及狹縫光分析步驟，在通過所述圖像獲取步驟獲取的所述第一圖像中，在以像素為單位且像素值為提前設定的值以上的區域設定為有效區域，在所述有效區域內指定所述突出部(1a)的頂點位置；其中，所述狹縫光分析步驟計算照射於所述元件(1)表面上的狹縫光的寬度，將計算出的狹縫光的寬度最大的位置指定為所述突出部1a的定點位置。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的視覺檢測方法，其中，所述突出部(1a)為球端頭。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的視覺檢測方法，其中，所述狹縫光為白色光。
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