TWI830109B - 用於助焊劑檢測的照射光調整方法及使用該方法的檢測設備 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種用於助焊劑檢測的照射光調整方法及使用該方法的檢測設備，其係依據預先選取的目標範圍以取得光源裝置的光強度設定組態。目標範圍包括被塗佈助焊劑的第一目標區及無塗佈助焊劑的第二目標區，照射光調整方法包含：資料蒐集步驟、資料處理步驟、評估步驟及判定步驟。藉由相異的複數照射光強度的分別照射下，取得兩個目標區基於影像中的灰階分布所對應的特徵值以及對應的差值。在照射光強度與差值的分布關係中，依據評估步驟來最佳化光強度設定組態，以增進檢測效率並提高檢測精確性，同時達到檢測光源的自動調整。
Description
本發明係關於一種照射光調整方法及使用該方法的檢測設備，更特別的是關於一種用於助焊劑檢測的照射光調整方法及使用該方法的檢測設備。
助焊劑(Flux)是一種半導體製程中常見的輔助材料，用來確保電子元件(如：晶片)的錫球凸點與基板間的接合(bonding)作業可正確完成。
隨著半導體製程的越趨複雜，先進封裝製程對於精準度的要求越來越高，使得半導體基板上的助焊劑需要被精確地噴塗。當噴塗過多、噴塗不足或甚至是助焊劑內具有微粒異物時，都容易導致不正確的焊接結果，從而使製程良率下降或對電子元件(如：晶片)造成不可逆的破壞性損傷。因此，助焊劑的塗佈情況需要被有效檢測。
由於產品種類繁多，待測物本身的特性及對應需被塗佈的助焊劑厚度均可能不同，舉例來說，不同種類的基板就具有不同的表面反
射率。一旦檢測的條件沒有給予匹配性的配置，就會導致檢測設備在助焊劑塗佈情況的判斷上產生誤差。因此，需要針對每種待測產品去最佳化檢測設備的設定。
然而，這樣的情形造成了現今檢測上的困擾。首先，以往的人工目視的調整方式，在半導體製程越趨複雜的情況下，檢測的精確度難以提高，導致誤差程度的擴大。再者，每當檢測不同種類的待測產品時，就需要對應的人工調整，往往造成檢測效率的低落。據此，關於助焊劑塗佈情況的檢測，需要被有效率地進行。
本發明之一目的在於增進助焊劑塗佈情況的檢測效率。
本發明之另一目的在於提高助焊劑塗佈情況的檢測精確性。
為達上述目的及其他目的，本發明提出一種用於助焊劑檢測的照射光調整方法，係依據預先選取的目標範圍以取得光源裝置的一光強度設定組態，該目標範圍包括被塗佈助焊劑的第一目標區及無塗佈助焊劑的第二目標區，該照射光調整方法包含：資料蒐集步驟、資料處理步驟、評估步驟及判定步驟。資料蒐集步驟是基於相異的複數照射光強度的分別照射下，取得該第一目標區在每一照射光強度下，基於影像中的灰階分布所對應的第一特徵值；以及，取得該第二目標區在每一照射光強度下，基於影像中的灰階分布所對應的第二特徵值。資料處理步驟是基於各該照射光強度下對應的該第一特徵值與該第二特徵值之間的差異程度取得對應的一差值，該等差值與其對應的照
射光強度係形成一分布關係。評估步驟是基於該分布關係，判定該等差值中滿足一預設目標差值時所對應的各個照射光強度，並定義為一評估結果。判定步驟判定該評估結果為該光強度設定組態。
於本發明之一實施例中，該第一特徵值為該第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一影像灰階值，該第二特徵值為該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二影像灰階值。於該評估步驟中，可將大於該預設目標差值的照射光強度定義為該評估結果。
於本發明之一實施例中，於該評估步驟中更包含：前置調整步驟。此步驟是在該等第一影像灰階值及該等第二影像灰階值中，判定出滿足一非期望門檻值時所對應的照射光強度，並定義為非供使用的一禁止群，其中，該評估結果係不具有該禁止群內的任一照射光強度。
於本發明之一實施例中，於該評估步驟後更包含：調整步驟。此步驟是基於該評估結果的各個照射光強度及其對應的灰階差值，判定所提升的每單位光強度值可增加的灰階差值的最大者所對應的照射光強度為更新後的該評估結果。其中，該判定步驟係以更新後的該評估結果為該光強度設定組態。
於本發明之一實施例中，該目標範圍為一晶片接合區內的區域、該晶片接合區的邊緣區域、該晶片接合區內的低密度凸點區域及該晶片接合區內的高密度凸點區域此四者中的其中之一。
於本發明之一實施例中，該目標範圍係為該晶片接合區內的低密度凸點區域及該晶片接合區內的高密度凸點區域此二者之其一，該第一特徵值係為該第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一凸點間距，該第
二特徵值係為該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二凸點間距，於該評估步驟中，係將大於該預設目標差值的照射光強度定義為一初階評估結果，並去除該初階評估結果中之該等第一凸點間距或該等第二凸點間距大於一預設間距門檻值時所對應的照射光強度，以進一步定義為該評估結果。其中，各該凸點間距係根據該目標範圍內之複數凸點在對應的照射光強度下，於灰階影像中所取得的平均間距。其中，該等第一凸點間距或該等第二凸點間距隨著照射光強度增加時所具有的變化程度大於20%時，所對應的凸點間距係為該預設間距門檻值。
於本發明之一實施例中，於該評估步驟中包括：一前置調整步驟，係包括一附加資料蒐集步驟、一附加資料處理步驟及一附加調整步驟。其中，該附加資料蒐集步驟係基於相異的該等照射光強度的分別照射下，取得該第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一凸點數量值，以及取得該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二凸點數量值。其中，該附加資料處理步驟係基於各該照射光強度下對應的第一與該第二凸點數量值之間的差異程度取得對應的一凸點數量差值，該等凸點數量差值與其對應的照射光強度係形成一分布關係。其中，該附加調整步驟係在該等第一凸點數量值及該等第二凸點數量值中判定出滿足凸點數量減少時之條件下所對應的照射光強度，並定義為非供使用的一禁止群，其中，該評估結果係不具有該禁止群內的任一照射光強度。
於本發明之一實施例中，該目標範圍係為該晶片接合區內的低密度凸點區域及該晶片接合區內的高密度凸點區域此二者之其一，該第一特徵值係為該第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一凸點間距，該第
二特徵值係為該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二凸點間距，於該評估步驟中，係基於該等差值隨著照射光強度增加時所對應的一梯度值，於該梯度值第一次出現大於一梯度門檻值時所對應的差值係為該預設目標差值。
於本發明之一實施例中，於該資料蒐集步驟中，該等照射光強度係包含該光源裝置的最低至最高的各個照射光強度。
於本發明之一實施例中，該目標範圍係包括位在第一標準待測物上的該第一目標區及位在第二標準待測物上的該第二目標區，在該資料蒐集步驟中，係使該第一標準待測物及該第二標準待測物分別受該等照射光強度的逐一照射，並取得對應的該第一特徵值及該第二特徵值。
於本發明之一實施例中，該目標範圍係包括位在一標準待測物上的該第一目標區及該第二目標區，在該資料蒐集步驟中，係使該第一目標區及該第二目標區分別受該等照射光強度的逐一照射，並取得對應的該第一特徵值及該第二特徵值。
為達上述目的及其他目的，本發明復提出一種使用如前述之照射光調整方法的檢測設備，包含：影像擷取裝置、光源裝置、及控制裝置。影像擷取裝置用於取得該目標範圍的影像。光源裝置用於對該目標範圍逐一提供各個照射光強度的照射光。控制裝置耦接該影像擷取裝置及該光源裝置，該控制裝置依據被設定的該目標範圍對該光源裝置及該影像擷取裝置進行控制以執行該照射光調整方法，其中，該控制裝置控制該照射光的強度以及藉由該影像擷取裝置所擷取的各幅影像取得該等第一特徵值及該等第二特徵值。
於本發明之一實施例中，該控制裝置被設定的該目標範圍係小於該標準待測物的表面積。
於本發明之一實施例中，該控制裝置被分別運作在複數檢測模式中的至少其一以對具有一晶片接合區及一基板的該標準待測物執行該照射光調整方法，該複數檢測模式包括一溢膠檢測模式、一有無膠檢測模式、一低密度凸點檢測模式及一高密度凸點檢測模式，各該檢測模式係具有對應的該目標範圍以在該照射光調整方法中取得每一檢測模式下對應的照射光強度的設定值。其中，於該溢膠檢測模式中，該目標範圍包括複數個該第一目標區及複數個該第二目標區，各該第一目標區及各該第二目標區係分布於該晶片接合區的邊緣。其中，於該有無膠檢測模式中，該目標範圍包括單個該第一目標區及單個該第二目標區，該第一目標區及該第二目標區係分布於該晶片接合區的中間區域且不涵蓋該基板。其中，於該低密度凸點檢測模式中，該目標範圍包括至少一該第一目標區及至少一該第二目標區，該第一目標區及該第二目標區係被設定於該晶片接合區具有低密度凸點的區域且不涵蓋該基板，該控制裝置並用於在該資料蒐集步驟中僅使用凸點處的影像來取得該等第一特徵值及該等第二特徵值。其中，於該高密度凸點檢測模式中，該目標範圍包括至少一該第一目標區及至少一該第二目標區，該第一目標區及該第二目標區係被設定於該晶片接合區具有高密度凸點的區域且不涵蓋該基板，該控制裝置並用於在該資料蒐集步驟中僅使用凸點處的影像來取得該等第一特徵值及該等第二特徵值。
據此，基於控制條件下取得的基於影像中灰階分布的特徵參數，搭配光源強度的優化處理，使得本發明揭露的照射光調整方法對於塗
佈有助焊劑的各種類型待測物來說，能達到高效率與精確的照射光強度的判定，進而也讓使用該方法的檢測設備具有自適應的照射光調整功能，達到檢測光源的自動調整。
110:影像擷取裝置
120:光源裝置
200:控制裝置
300:待測物
310:基板
320:晶片接合區
321:高密度凸點區域
322:低密度凸點區域
410:第一目標區
410a:在溢膠檢測模式中的第一目標區
410b:在有無膠檢測模式中的第一目標區
410c:在低密度凸點檢測模式中的第一目標區
410d:在高密度凸點檢測模式中的第一目標區
420:第二目標區
d:凸點間距(縱座標)
i:光強度值(橫座標)
imax:光強度值的最大值
g:灰階值(縱座標)
gr:梯度門檻值
gmax:灰階值的最大值
L1:第一曲線
L2:第二曲線
L3:分布關係線
L4:第三曲線
m:凸點數量
M1:預設目標差值
M1’:預設目標差值
M2:預設間距門檻值
M3:凸點數量門檻值
T1:預設目標灰階差值
T2:非期望門檻值對應的照射光強度值
S510~S540:步驟
[圖1]為本發明一實施例中的檢測設備的示意圖。
[圖2]為待測物在俯視角度下的示意圖。
[圖3]為本發明實施例中的照射光調整方法。
[圖4]為影像灰階值與照射光強度間的分布關係示意圖。
[圖5]為凸點間距與照射光強度間的分布關係示意圖。
[圖6]為圖5加上凸點間距的梯度變化與照射光強度間的分布關係示意圖。
[圖7]為凸點數量與照射光強度間的分布關係示意圖。
[圖8]為標準待測物在相異檢測模式下的目標範圍的示意圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：
於本文中，所描述之用語「一」或「一個」來描述單元、部件、結構、裝置、模組、系統、部位或區域等。此舉只是為了方便說明，並且對本發明之範疇提供一般性的意義。因此，除非很明顯地另指他
意，否則此種描述應理解為包括一個或至少一個，且單數也同時包括複數。
於本文中，所描述之用語「包含、包括、具有」或其他任何類似用語意係非僅限於本文所列出的此等要件而已，而是可包括未明確列出但卻是所述單元、部件、結構、裝置、模組、系統、部位或區域通常固有的其他要件。
於本文中，所描述之「第一」或「第二」等類似序數之詞語，係用以區分或指關聯於相同或類似的元件、結構、部位或區域，且不必然隱含此等元件、結構、部位或區域在空間上的順序。應了解的是，在某些情況或配置下，序數詞語係可交換使用而不影響本發明之實施。
檢測設備配置有光源裝置與影像擷取裝置，助焊劑是否有被正確塗佈，需要使用正確的照射光強度，以令助焊劑在檢測影像中被有效顯現。此外，當使用不同類型的待測物、不同種類的助焊劑、及相異的塗佈厚度等這些條件時，照射光強度亦須被對應地調整以對待測物提供適當強度的照射光。
在先進封裝技術的發展下，舉例來說，將複數晶片整合成在一起並藉由重佈層(redistribution layer,RDL)及錫球凸塊(bump)，與基板之間形成連接。此時基板上的錫球凸塊的間距相當小(例如約90μm或更小)，有別於焊球陣列封裝(Ball Grid Array,BGA)的尺度，因此基板上的助焊劑塗佈狀況的檢測，將更加需要可提供正確照射光強度的照射光。
塗佈有助焊劑的待測物可為一基板，基板上佈置有透過焊接方式以接合晶片的晶片接合區。晶片接合區具有複數凸點，這些凸點用
於在焊接過程中與晶片底部的耦接點形成電連接。其中，晶片底部可具有不同密度分布的耦接點並對應地與基板上的晶片接合區形成接合。晶片接合區內具有對應這些耦接點的凸點，進而在基板上可形成不同密度分布的凸點區域。晶片接合區內的這些凸點區域即為需要被塗佈助焊劑的區域。
請參照圖1，為本發明一實施例中的檢測設備的示意圖。檢測設備包含：影像擷取裝置110、光源裝置120及控制裝置200。控制裝置200耦接影像擷取裝置110及光源裝置120。控制裝置200用以控制光源裝置120輸出的光強度，以及控制影像擷取裝置110以對待測物300進行取像，在藉由對影像的處理進行照射光的調整。其中，圖1是以明場照明的配置作為示例，在其他的明場照明配置或暗場照明配置皆可適用後續描述的照射光調整方法。
請參照圖2，為待測物在俯視角度下的示意圖。待測物300具有基板310及在基板310上所定義的至少一個晶片接合區320。晶片接合區320內佈置有前述提及的凸點，圖2的示例中顯示有凸點分布較密集的高密度凸點區域321及凸點密度分布較寬鬆的低密度凸點區域322。此外，晶片接合區320可界定出助焊劑應塗佈的邊界，超出此邊界的助焊劑將容易在晶片接合後形成溢膠的狀況。相反地，當助焊劑塗佈不到此邊界時，就會形成塗佈面積不足而致生焊接接合後的電性特性受影響等的情況。
藉由待測物300上各元件具有的分布屬性，在實施例中揭露的照射光調整方法是根據預先選取的目標範圍來進行，可針對每個目標範圍內的助焊劑塗佈狀況進行光源裝置的光強度設定。照射光調整方法是基
於標準待測物來進行，並藉由被塗佈及無塗佈助焊劑的區域在影像中的顯現狀態來對應地產生光源裝置的較佳光強度設定值。如圖2所示，檢測模式中，預先被設定的目標範圍包含被塗佈助焊劑的第一目標區410及無塗佈助焊劑的第二目標區420。
圖2示例的是在作為標準待測物的一個待測物300上同時具有作為對比的兩個目標區，在其他實施例中，可以採用兩個待測物300(舉例來說，區分為第一標準待測物及第二標準待測物)，一個待測物具有被塗佈助焊劑的第一目標區410，另一個待測物則具有無塗佈助焊劑的第二目標區420。其中，目標範圍可為晶片接合區內的區域、晶片接合區的邊緣區域(涵蓋晶片接合區內及晶片接合區外)、晶片接合區內的低密度凸點區域及晶片接合區內的高密度凸點區域，每次進行的照射光調整方法會對應一個目標範圍，這個目標範圍可選自前述四種區域的其中一種，於調整方法執行完畢後，對應區域的檢測即可採用判定出的光強度設定組態來進行檢測。
請參照圖3，為本發明實施例中的照射光調整方法。照射光調整方法包含以下步驟：
步驟S510、資料蒐集步驟。在此步驟中，是以相異的各個照射光強度逐一地提供照射，並取得被照射的目標區在每個照射光強度下對應的影像資料。在每幅影像資料中，灰階分布狀態可被轉換成各種特徵值，這些特徵值屬於一種基於被照射物表面型態與照射光強度之間的關聯性，在影像灰階值上所展現出來的特徵。舉例來說，特徵值可以是：目標範圍內整體加總而成的灰階值、基於被照射物的表面型態所取得的間距值或大小尺寸等數值。本發明的實施例是基於有塗佈或無塗佈助焊劑所對應的目標區，分別取得在每個照射
光強度下所對應的影像資料，並基於影像資料中的灰階分布來取得對應特徵值。在一實施例中，該等照射光強度包含光源裝置120的最低至最高的各個照射光強度，例如：0~255。
步驟S520、資料處理步驟。在此步驟中，是基於各個照射光強度下對應的第一特徵值與第二特徵值之間的差異程度，取得對應的差值。將這些差值與對應的照射光強度進行作圖即可形成一種分布關係，這些差值與其對應的照射光強度建立了可供後續判定光強度設定值的一個分布關係。
步驟S530、評估步驟。在此步驟中，是藉由這個分布關係以及預先設定的一預設目標差值，判定出滿足預設目標差值的當下，所對應的照射光強度的數值，並將此數值定義為一評估結果。
步驟S540、判定步驟。控制裝置200基於前述步驟S530的運作結果，在選取的目標範圍的檢測模式下，判定該評估結果為光強度設定組態。其中，光強度設定組態是光源裝置120對目標區所提供的光強度狀態，例如該評估結果對應一個或多個較佳的光強度值，則光源裝置120即以這些光強度值作為被設定的組態。
接著請參照圖4，為影像灰階值與照射光強度間的分布關係示意圖。圖4是以所選取目標範圍內的整體加總而成的灰階值來進行調整的一種整體影像灰階值實施例。第一特徵值是指第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一影像灰階值；第二特徵值是指第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二影像灰階值。
在圖4的實施例中，關於步驟S520、資料處理步驟，將這些灰階差值與對應的照射光強度進行作圖即可形成圖4所示例的分布關係線L3，亦
即，這些灰階差值與其對應的照射光強度建立了可供後續判定光強度設定值的一個分布關係。其中，被塗佈助焊劑的第一目標區410在每個照射光強度下對應的灰階值為第一影像灰階值，可在圖4中形成第一曲線L1；無塗佈助焊劑的第二目標區420在每個照射光強度下對應的灰階值為第二影像灰階值，可在圖4中形成第二曲線L2。
在圖4的實施例中，關於評估步驟S530，是藉由這個分布關係以及預先設定的一預設目標灰階差值T1(即預設目標差值)，判定出符合預設目標灰階差值T1的當下，所對應的照射光強度的數值，並將此數值定義為評估值。預設目標灰階差值T1會基於嚴苛程度來選定，一般來說是界定在30±5%的數值，較嚴苛時可界定的更高，反之則可更低。
在圖4的其他實施例中，該評估值可以被設定為該等灰階差值中滿足該預設目標灰階差值T1時，所對應的照射光強度中的最低值，亦即，當有複數個照射光強度對應的灰階差值皆滿足預設目標灰階差值T1的條件時，以這些照射光強度的最低值為該評估值。
在圖4的其他實施例中，各數值點藉由一般數值分析法(例如內插法)可形成連續的曲線(分布關係線L3)，如此可在符合預設目標灰階差值T1的當下直接對應至一照射光強度的數值。
在圖4的其他實施例中，在評估步驟S530中可更包含：前置調整步驟。該前置調整步驟是在該等第一影像灰階值及該等第二影像灰階值中，判定出滿足(例如大於或等於)一非期望門檻值時，所對應的照射光強度。這些滿足非期望門檻值的照射光強度可被定義為非供使用的一禁止群。這個禁止群
的存在將使評估步驟S530所產生的該評估結果不具有該禁止群內的任一照射光強度。
舉例來說，非期望門檻值可被設定為灰階值已達最大值(gmax)的情況，可進一步藉由門檻值的設定來排除過曝資訊，以提高影像品質。如圖4，第一曲線L1在影像灰階值達到最大值(gmax)時，對應的照射光強度值為T2，大於或等於T2的照射光強度值屬於禁止群，控制裝置200在後續的判定上將會排除禁止群內的數值。
更進一步地說明，在評估步驟S530中，是將滿足預設目標灰階差值T1(即預設目標差值)的照射光強度定義為一候選群。如圖4的示例，預設目標灰階差值T1與分布關係線L3的交點可對應一個光強度值，大於此光強度值的其他光強度值即屬於該候選群內的數值。其中，當預設目標灰階差值T1與分布關係線L3的交點所對應的光強度值已大於光強度值的最大值時(imax，光強度值的最大值，已達光源裝置120的上限)，該候選群內的數值則為無(從缺)。其中，在前置調整步驟的加入下，候選群內的光強度值須去除禁止群內的光強度值，去除後剩餘的光強度值即為評估步驟S530所產生的該評估結果。
在圖4的其他實施例中，於評估步驟S530後且在判定步驟S540前可包含：調整步驟。此調整步驟是基於評估結果的各個照射光強度及其對應的灰階差值，判定所提升的每單位光強度值可增加的灰階差值的最大者所對應的照射光強度為更新後的該評估結果。其中，該判定步驟係以更新後的該評估結果為該光強度設定組態。於此步驟中是用來判斷是否有更佳的光強度設定值。基於候選群內的各個照射光強度及其對應的灰階差值，取得在每單位所提
升的光強度值之下可增加的灰階差值，並以最大者所對應的照射光強度視為更新後的評估結果。
舉例來說，當候選群內具有的照射光強度A、前一光強度B、照射光強度A對應的灰階差值A’、及前一光強度A’對應的灰階差值B’為(A/B/A’/B’)：第一組(120/90/39/30)、第二組(150/120/50/39)、第三組(180/150/57/50)，則每單位所提升的光強度值之下可增加的灰階差值為(A’-B’)/(A-B)：第一組((39-30)/(120-90)=0.3)、第二組((50-39)/(150-120)=0.36)、第三組((57-50)/(180-150)=0.23)。據此，第二組(0.36)是候選群內，在每單位所提升的光強度值下可增加灰階差值的最大者，其對應的照射光強度A(150)為調整結果。在其他實施例中，當每單位所提升的光強度值下可增加灰階差值的最大者非單一而為複數時，係以最大的照射光強度為更新後的評估結果，例如當第一組及第二組均為(0.36)時，則以第二組對應照射光強度為更新後的評估結果。
接著請參照圖5，為凸點間距與照射光強度間的分布關係示意圖。圖5是以所選取目標範圍內的凸點之間的凸點間距來進行調整的另一種實施例。在此實施例中，目標範圍是指晶片接合區內的低密度凸點區域及晶片接合區內的高密度凸點區域此二者之其一。亦即，每次進行的照射光調整方法會對應一個目標範圍，這個目標範圍可選自前述二種區域的其中一種，於調整方法執行完畢後，對應區域的檢測即可採用判定出的光強度設定組態來進行檢測。
在此實施例中，第一特徵值為第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一凸點間距。第二特徵值為該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二凸點間距。
其中，有關凸點區域內的凸點間距的取得，可依據影像中呈現出的各個凸點部位(凸點易反光，呈現亮部)來評估出單幅影像中(對應一個光強度值)，同一排或同一列的凸點在一軸向上(例如沿凸點區域長邊的軸向或沿凸點區域寬邊的軸向)累積的灰階值分布，藉由在此軸向上之各排或各列的凸點的累積灰階值分布(對應至實際位置座標)，進而讓灰階值被轉換成凸點的位置，即可基於位置關係評估出各排或各列之間的間距(凸點間距)，以取得凸點區域內的平均凸點間距(作為資料蒐集步驟中的凸點間距)。自影像中辨識凸點，以及凸點相關參數(如凸點間距、凸點直徑、凸點長度等)的估算，係屬於一般影像分析，於此不再贅述。
在此實施例的評估步驟S530中，是將大於預設目標差值的照射光強度定義為一初階評估結果，並去除該初階評估結果中之該等第一凸點間距或該等第二凸點間距大於一預設間距門檻值時所對應的照射光強度，以進一步定義為該評估結果。預設目標差值可依據凸點的尺寸及密度來界定，以令凸點與凸點之間具有鑑別率。預設間距門檻值則是可依據該等第一凸點間距或該等第二凸點間距隨著照射光強度增加時所具有的變化程度，舉例來說，相鄰光強度下，當下一間距(例如對應光強度值127)與上一間距(例如對應光強度值128)之間的差距大於20%時，將所對應的凸點間距定義為該預設間距門檻值。
如圖5的示例，被塗佈助焊劑的第一目標區410在每個照射光強度下對應的凸點之間的平均距離為第一凸點間距，將凸點間距d與對應的照射光強度i進行作圖可在圖5中形成第一曲線L1。無塗佈助焊劑的第二目標區420在每個照射光強度下對應的凸點之間的平均距離為第二凸點間距，將凸點間距d與對應的照射光強度i進行作圖可在圖5中形成第二曲線L2。將第一曲線L1及第
二曲線L2之間在每個照射光強度下對應的凸點間距之間的差值與對應的照射光強度i進行作圖即可形成圖5所示例的分布關係線L3，亦即，這些差值與其對應的照射光強度建立了可供後續判定光強度設定值的一個分布關係。藉由這個分布關係以及預先設定的預設目標差值M1(即預設目標差值)，判定出符合預設預設目標差值M1的當下，所對應的照射光強度的數值，以及藉由預設間距門檻值M2的取得，來進一步定義該評估步驟S530中的評估結果。
有關預設目標差值M1的定義，在其他實施例中可接著參照圖6，為圖5加上凸點間距的梯度變化與照射光強度間的分布關係示意圖。在評估步驟S530中，可基於該等差值(分布關係線L3)隨著照射光強度增加時，所對應的一梯度值(變化程度，在圖6中繪示為第三曲線L4)，將該梯度值第一次出現大於一梯度門檻值gr時所對應的差值，定義為該預設目標差值M1’。此梯度門檻值gr的定義是基於變化程度的多寡，例如變化程度被界定為15~35%時有較佳的梯度門檻值gr。
在進一步考量過曝的情況，可在圖4或圖5的實施例中，進一步令評估步驟S530包括：前置調整步驟。此前置調整步驟包括附加資料蒐集步驟、附加資料處理步驟及附加調整步驟。前置調整步驟是基於影像中之凸點的數量來進行評估。
可參照圖7，為凸點數量與照射光強度間的分布關係示意圖。附加資料蒐集步驟基於相異的該等照射光強度的分別照射下，取得該第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一凸點數量值，在圖7中呈現為第一曲線L1。以及，取得該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二凸點數量值，在圖7中呈現為第二曲線L2。
附加資料處理步驟基於各該照射光強度下對應的第一與該第二凸點數量值m之間的差異程度取得對應的凸點數量差值，在圖7中呈現為分布關係線L3。該等凸點數量差值與其對應的照射光強度i係形成一個分布關係。
附加調整步驟則是在該等第一凸點數量值及該等第二凸點數量值中，判定出滿足凸點數量減少時之條件下(定義為凸點數量門檻值M3)所對應的照射光強度。以及，定義滿足此條件下所對應的為照射光強度非供使用的一禁止群，進而令評估結果不具有該禁止群內的任一照射光強度。亦即，凸點數量差值(分布關係線L3)第一次滿足凸點數量門檻值M3時所對應的光強度值i係為基準，大於或等於此光強度值i的光強度皆被歸屬於該禁止群。藉此，可進一步提供過曝情況的排除。
接著請參照圖8，為標準待測物在相異檢測模式下的目標範圍的示意圖。這些檢測模式包括溢膠檢測模式、有無膠檢測模式、低密度凸點檢測模式及高密度凸點檢測模式。各個檢測模式具有對應的目標範圍(藉由預先選取)，以在標準待測物上使用前述照射光調整方法，讓控制裝置200取得每一檢測模式下所需對應的照射光強度的設定值，進而在後續的實際檢測程序中，可對每一個待測物提供正確的照射光強度，以執行相應目標範圍的助焊劑塗佈狀況的檢測。
其中，使用者可透過控制裝置200來預先選取目標範圍(對應每一檢測模式)，或是基於控制裝置200內儲存的目標範圍(對應每一檢測模式)來執行前述照射光調整方法。此外，可在一個標準待測物上同時具有互為對比的有塗佈與無塗佈的兩個目標區，或採用兩個標準待測物而各具有對應的目標區(作為互為對比的兩個目標區)。
圖8是採用兩個標準待測物的方式下的其中一個標準待測物的俯視圖，兩個標準待測物上的目標區皆相同，以作為對比。一個標準待測物上有正確塗佈助焊劑，另一個標準待測物則無塗佈。前述的目標範圍包括在有正確塗佈助焊劑的第一標準待測物上的第一目標區(對應每個檢測模式)，以及包括在無塗佈助焊劑的第二標準待測物上的第二目標區(對應每個檢測模式)。藉此讓控制裝置200進行自適應的照射光調整功能，以在對應檢測模式下設定出正確的照射光強度，達到檢測光源的自動調整。
在溢膠檢測模式中，目標範圍包括複數個第一目標區410a及複數個第二目標區(於圖8的實施例中是位在另一標準待測物上)，各該第一目標區410a及各該第二目標區分布於晶片接合區320的邊緣。其中，晶片接合區320的邊緣與凸點區域之間具有無佈置凸點的狹長帶狀區，助焊劑的塗佈可界定在不超過晶片接合區320，據此將目標區界定在晶片接合區320的邊緣。
在有無膠檢測模式中，目標範圍包括單個第一目標區410b及單個第二目標區(於圖8的實施例中是位在另一標準待測物上)。第一目標區410b及第二目標區分布於晶片接合區320的中間區域且不涵蓋基板310。
在低密度凸點檢測模式中，目標範圍包括至少一個第一目標區410c及至少一個第二目標區(於圖8的實施例中是位在另一標準待測物上)。第一目標區410c及第二目標區被設定於晶片接合區320中具有低密度凸點的區域，且目標區不涵蓋基板310。控制裝置200並用於在前述資料蒐集步驟S510中僅使用凸點處的影像來取得第一特徵值及第二特徵值。
在高密度凸點檢測模式中，目標範圍包括至少一個第一目標區410d及至少一個第二目標區(於圖5的實施例中是位在另一標準待測物上)。第一目標區410d及第二目標區被設定於晶片接合區320中具有高密度凸點的區域，且目標區不涵蓋基板310。控制裝置200並用於在前述資料蒐集步驟S510中僅使用凸點處的影像來取得第一特徵值及第二特徵值。
其中，基於凸點為金屬材質，凸點處的反射率較高，控制裝置200可基於此而在目標區中取得凸點處的影像資料，進而可僅依據凸點處的影像來評估出灰階值。此外，依據凸點處的影像來進行的評估，在低密度與高密度凸點檢測模式中，目標區內的塵點、雜質或其他異物亦可被顯現。
綜合上述，用於助焊劑檢測的照射光調整方法可因應不同待測物的基板表面顏色、反射光光譜的特性、相異類型助焊劑在穿透與反射光光譜特性上的不同，產生自適應的照射光調整，達到檢測光源的自動調整，無須採用人工目視且易產生誤差的方式來調整照射光強度，省去繁複的照射光調整過程。因此，本發明揭露的用於助焊劑檢測的照射光調整方法，不但增進助焊劑塗佈情況的檢測效率，也提高助焊劑塗佈情況的檢測精確性。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
S510~S540:步驟
Claims (16)
- 一種用於助焊劑檢測的照射光調整方法，係依據預先選取的目標範圍以取得光源裝置的一光強度設定組態，該目標範圍包括被塗佈助焊劑的第一目標區及無塗佈助焊劑的第二目標區，該照射光調整方法包含：一資料蒐集步驟，基於相異的複數照射光強度的分別照射下，取得該第一目標區在每一照射光強度下，基於影像中的灰階分布所對應的第一特徵值，以及取得該第二目標區在每一照射光強度下，基於影像中的灰階分布所對應的第二特徵值；一資料處理步驟，基於各該照射光強度下對應的該第一特徵值與該第二特徵值之間的差異程度取得對應的一差值，該等差值與其對應的照射光強度係形成一分布關係；一評估步驟，基於該分布關係，判定該等差值中滿足一預設目標差值時所對應的各個照射光強度，並定義為一評估結果；及一判定步驟，判定該評估結果為該光強度設定組態。
- 如請求項1所述之照射光調整方法，其中該第一特徵值係為該第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一影像灰階值，該第二特徵值係為該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二影像灰階值，於該評估步驟中，係 將大於該預設目標差值的照射光強度定義為該評估結果。
- 如請求項2所述之照射光調整方法，其中於該評估步驟中更包含：一前置調整步驟，係在該等第一影像灰階值及該等第二影像灰階值中判定出大於或等於一非期望門檻值時所對應的照射光強度，並定義為非供使用的一禁止群，其中，該評估結果係不具有該禁止群內的任一照射光強度。
- 如請求項3所述之照射光調整方法，其中於該評估步驟後更包含：一調整步驟，係基於該評估結果的各個照射光強度及其對應的灰階差值，判定所提升的每單位光強度值可增加的灰階差值的最大者所對應的照射光強度為更新後的該評估結果，其中，該判定步驟係以更新後的該評估結果為該光強度設定組態。
- 如請求項2所述之照射光調整方法，其中該目標範圍係為一晶片接合區內的區域、該晶片接合區的邊緣區域、該晶片接合區內的低密度凸點區域及該晶片接合區內的高密度凸點區域此四者中的其中之一。
- 如請求項1所述之照射光調整方法，其中該目標範圍係為一晶片接合區內的低密度凸點區域及該晶片接合區內的高密度凸點區域此二者之其一，該第一特徵值係為該第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一凸點間距，該第二特徵值係為該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二凸點間距，於該評估步驟中，係將大於該預設目標差值的照射光強度定義為一初階評估結果，並去除該初階評估結果中之該等第一凸點間距或該等第二凸點間距大於一預設間距門檻值時所對應的照射光強度，以進一步定義為該評估結果，其中，各該凸點間距係根據該目標範圍內之複數凸點在對應的照射光強度下，於灰階影像中所取得的平均間距，其中，該等第一凸點間距或該等第二凸點間距隨著照射光強度增加時所具有的變化程度大於20%時，所對應的凸點間距係為該預設間距門檻值。
- 如請求項6所述之照射光調整方法，其中於該評估步驟中包括：一前置調整步驟，係包括一附加資料蒐集步驟、一附加資料處理步驟及一附加調整步驟，其中，該附加資料蒐集步驟係基於相異的該等照射光強度的分別照射下，取得該第一目標區在每一照射光強 度下所對應的第一凸點數量值，以及取得該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二凸點數量值，其中，該附加資料處理步驟係基於各該照射光強度下對應的第一與該第二凸點數量值之間的差異程度取得對應的一凸點數量差值，該等凸點數量差值與其對應的照射光強度係形成一分布關係，其中，該附加調整步驟係在該等第一凸點數量值及該等第二凸點數量值中判定出滿足凸點數量減少時之條件下所對應的照射光強度，並定義為非供使用的一禁止群，其中，該評估結果係不具有該禁止群內的任一照射光強度。
- 如請求項1所述之照射光調整方法，其中該目標範圍係為一晶片接合區內的低密度凸點區域及該晶片接合區內的高密度凸點區域此二者之其一，該第一特徵值係為該第一目標區在每一照射光強度下所對應的第一凸點間距，該第二特徵值係為該第二目標區在每一照射光強度下所對應的第二凸點間距，於該評估步驟中，係基於該等差值隨著照射光強度增加時所對應的一梯度值，於該梯度值第一次出現大於一梯度門檻值時所對應的差值係為該預設目標差值。
- 如請求項1所述之照射光調整方法，其中於該資料蒐集步驟中，該等照射光強度係包含該光源裝置的最低至最高的各個照射光強度。
- 如請求項1至9中任一項所述之照射光調整方法，其中該目標範圍係包括位在第一標準待測物上的該第一目標區及位在第二標準待測物上的該第二目標區，在該資料蒐集步驟中，係使該第一標準待測物及該第二標準待測物分別受該等照射光強度的逐一照射，並取得對應的該第一特徵值及該第二特徵值。
- 如請求項1至9中任一項所述之照射光調整方法，其中該目標範圍係包括位在一標準待測物上的該第一目標區及該第二目標區，在該資料蒐集步驟中，係使該第一目標區及該第二目標區分別受該等照射光強度的逐一照射，並取得對應的該第一特徵值及該第二特徵值。
- 一種使用如請求項1至9中任一項所述之照射光調整方法的檢測設備，包含：一影像擷取裝置，係用於取得該目標範圍的影像；一光源裝置，係用於對該目標範圍逐一提供各個照射光強度的照射光；及一控制裝置，係耦接該影像擷取裝置及該光源裝置，該控制裝置依據被設定的該目標範圍對該光源裝置及該影像擷取裝置進行控制以執行該照射光調整方 法，其中，該控制裝置控制該照射光的強度以及藉由該影像擷取裝置所擷取的各幅影像取得該等第一特徵值及該等第二特徵值。
- 一種使用如請求項10所述之照射光調整方法的檢測設備，包含：一影像擷取裝置，係用於取得該目標範圍的影像；一光源裝置，係用於對該目標範圍逐一提供各個照射光強度的照射光；及一控制裝置，係耦接該影像擷取裝置及該光源裝置，該控制裝置依據被設定的該目標範圍對該光源裝置及該影像擷取裝置進行控制以執行該照射光調整方法，其中，該控制裝置控制該照射光的強度以及藉由該影像擷取裝置所擷取的各幅影像取得該等第一特徵值及該等第二特徵值，其中該控制裝置被設定的該目標範圍係小於該第一標準待測物及該第二標準待測物的表面積和。
- 一種使用如請求項11所述之照射光調整方法的檢測設備，包含：一影像擷取裝置，係用於取得該目標範圍的影像；一光源裝置，係用於對該目標範圍逐一提供各個照射光強度的照射光；及一控制裝置，係耦接該影像擷取裝置及該光源裝置，該控制裝置依據被設定的該目標範圍對該光源裝置及該 影像擷取裝置進行控制以執行該照射光調整方法，其中，該控制裝置控制該照射光的強度以及藉由該影像擷取裝置所擷取的各幅影像取得該等第一特徵值及該等第二特徵值，其中該控制裝置被設定的該目標範圍係小於該標準待測物的表面積。
- 一種使用如請求項10所述之照射光調整方法的檢測設備，包含：一影像擷取裝置，係用於取得該目標範圍的影像；一光源裝置，係用於對該目標範圍逐一提供各個照射光強度的照射光；及一控制裝置，係耦接該影像擷取裝置及該光源裝置，該控制裝置依據被設定的該目標範圍對該光源裝置及該影像擷取裝置進行控制以執行該照射光調整方法，其中，該控制裝置控制該照射光的強度以及藉由該影像擷取裝置所擷取的各幅影像取得該等第一特徵值及該等第二特徵值，其中該控制裝置被分別運作在複數檢測模式中的至少其一以對各具有一晶片接合區及一基板的該第一標準待測物及該第二標準待測物執行該照射光調整方法，該複數檢測模式包括一溢膠檢測模式、一有無膠檢測模式、一低密度凸點檢測模式及一高密度凸點檢測模式，各該檢測模式係具有對應的該目標範圍以在該照射光調整方法中取得每一檢測模式下對應的照射光強度的設定值， 其中，於該溢膠檢測模式中，該目標範圍包括在該第一標準待測物上的複數個該第一目標區及在該第二標準待測物上的複數個該第二目標區，各該第一目標區及各該第二目標區係分布於該晶片接合區的邊緣，其中，於該有無膠檢測模式中，該目標範圍包括單個該第一目標區及單個該第二目標區，該第一目標區及該第二目標區係分布於該晶片接合區的中間區域且不涵蓋該基板，其中，於該低密度凸點檢測模式中，該目標範圍包括至少一該第一目標區及至少一該第二目標區，該第一目標區及該第二目標區係被設定於該晶片接合區具有低密度凸點的區域且不涵蓋該基板，該控制裝置並用於在該資料蒐集步驟中僅使用凸點處的影像來取得該等第一特徵值及該等第二特徵值，其中，於該高密度凸點檢測模式中，該目標範圍包括至少一該第一目標區及至少一該第二目標區，該第一目標區及該第二目標區係被設定於該晶片接合區具有高密度凸點的區域且不涵蓋該基板，該控制裝置並用於在該資料蒐集步驟中僅使用凸點處的影像來取得該等第一特徵值及該等第二特徵值。
- 一種使用如請求項11所述之照射光調整方法的檢測設備，包含：一影像擷取裝置，係用於取得該目標範圍的影像； 一光源裝置，係用於對該目標範圍逐一提供各個照射光強度的照射光；及一控制裝置，係耦接該影像擷取裝置及該光源裝置，該控制裝置依據被設定的該目標範圍對該光源裝置及該影像擷取裝置進行控制以執行該照射光調整方法，其中，該控制裝置控制該照射光的強度以及藉由該影像擷取裝置所擷取的各幅影像取得該等第一特徵值及該等第二特徵值，其中該控制裝置被分別運作在複數檢測模式中的至少其一以對具有一晶片接合區及一基板的該標準待測物執行該照射光調整方法，該複數檢測模式包括一溢膠檢測模式、一有無膠檢測模式、一低密度凸點檢測模式及一高密度凸點檢測模式，各該檢測模式係具有對應的該目標範圍以在該照射光調整方法中取得每一檢測模式下對應的照射光強度的設定值，其中，於該溢膠檢測模式中，該目標範圍包括複數個該第一目標區及複數個該第二目標區，各該第一目標區及各該第二目標區係分布於該晶片接合區的邊緣，其中，於該有無膠檢測模式中，該目標範圍包括單個該第一目標區及單個該第二目標區，該第一目標區及該第二目標區係分布於該晶片接合區的中間區域且不涵蓋該基板， 其中，於該低密度凸點檢測模式中，該目標範圍包括至少一該第一目標區及至少一該第二目標區，該第一目標區及該第二目標區係被設定於該晶片接合區具有低密度凸點的區域且不涵蓋該基板，該控制裝置並用於在該資料蒐集步驟中僅使用凸點處的影像來取得該等第一特徵值及該等第二特徵值，其中，於該高密度凸點檢測模式中，該目標範圍包括至少一該第一目標區及至少一該第二目標區，該第一目標區及該第二目標區係被設定於該晶片接合區具有高密度凸點的區域且不涵蓋該基板，該控制裝置並用於在該資料蒐集步驟中僅使用凸點處的影像來取得該等第一特徵值及該等第二特徵值。
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