TWM467880U - 用於對受測試電子器件進行電氣檢驗之裝置及包含電光調變器及調變器底座之電光調變器總成 - Google Patents

Description

用於對受測試電子器件進行電氣檢驗之裝置及包含電光調變器及調變器底座之電光調變器總成 相關專利申請案的交叉參考

本非臨時專利申請案係基於2012年3月27日申請之美國臨時專利申請案第61/616,335號，且主張該申請案之優先權權益，該申請案之全部揭示內容以引用的方式併入本文中。

本創作大體上係關於用於檢驗諸如LCD及OLED面板之電子器件之系統及方法，且更特定而言，係關於提供低質量、低成本、模組化及放大率可調整之電壓成像光學系統(VIOS)及對應方法。

液晶顯示器(LCD)面板併入展現出電場相依光調變性質之液晶。該等液晶LCD面板最頻繁地用於在範圍自傳真機、膝上型電腦螢幕至大螢幕、高清晰度TV之多種器件中顯示影像及其他資訊。主動式矩陣LCD面板為複雜分層結構，其由若干功能層組成：偏振膜；玻璃基板，其併入薄膜電晶體(TFT)、儲存電容器、像素電極及互連配線、彩色濾光片玻璃基板(其併入黑色矩陣、彩色濾光片陣列及透明共同電極)；由聚醯亞胺製成之定向膜；以及實際之液晶材料，其併入塑膠/玻璃間隔物以維持適當之LCD單元厚度。

LCD及OLED面板係在清潔室環境中在高度受控條件下製造以使良率最大化。但是，由於製造缺陷，大量LCD及OLED顯示器不得不 丟棄。

為了提高LCD面板生產良率，在LCD面板之整個製造程序期間實施多個檢驗及修復步驟。其中，最關鍵的檢驗步驟之一為陣列測試，電氣檢驗步驟在TFT陣列製造程序之末尾執行。

在市場上目前存在可用於LCD及OLED顯示器製造商之若干習知陣列測試技術，其中最普遍的為使用電光換能器之電氣檢驗。此類型之一種例示性檢驗器件為可自Orbotech科技公司之Photon Dynamics購得之Array Checker。詳言之，前述Array Checker檢驗系統採用所謂的「VOLTAGE IMAGING ®」方法，其利用經組態以量測個別TFT陣列像素上之電壓的基於反射性液晶之電光換能器(調變器)。在Array Checker對TFT陣列進行檢驗時，將驅動電壓模式施加至受測試TFT面板，且藉由將前述電光調變器定位成與受測試TFT陣列緊密近接(通常在50微米左右)，且使其經受高電壓方波電壓模式，來量測或「成像」所得面板像素電壓。舉例而言，施加至調變器之電壓方波模式之振幅可為300V及60Hz之頻率。藉由在所施加之驅動電壓下使檢驗系統之電光調變器近接受測試TFT陣列之像素而跨越該電光調變器形成的電位迫使調變器中之液晶改變其電場相依空間定向，從而局部地改變其跨越調變器之光透射性。換言之，調變器之透光率變得代表其近接之陣列像素上的電壓。為了俘獲所改變之調變器透射性，用一或多個光脈衝來照明調變器，且由調變器反射之光經成像至相機上，該相機俘獲並數位化所得圖框，且將該等圖框組合為影像。前述光脈衝之持續時間可例如為1毫秒。一旦使用前述基於液晶之電光換能器量測出TFT面板區域中之像素電壓分佈，便將換能器移動至TFT面板之另一區域且獲取新的影像。

發明性方法係針對實質上避免與用於檢驗電子器件之習知技術 相關聯之以上及其他問題中的一者或一者以上之方法及系統。

根據本文中所描述之技術之一項態樣，提供一種用於對受測試電子器件進行電氣檢驗之裝置，該裝置包含：檢驗頭，其併入電光調變器；偏壓電壓源，其產生施加至該電光調變器之偏壓電壓模式；光源，其用於產生用於照明電光調變器之光脈衝；非遠心透鏡總成及相機，其用於獲取經照明之電光調變器之影像；及驅動電子器件，其經組態以將電壓信號施加至受測試電子器件。在發明性裝置中，照明光脈衝在照明到電光調變器之前不穿過非遠心透鏡總成。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括摺疊鏡。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括光束分離器，其中該光源併入一發光二極體(LED)或安置於該光束分離器之同一側上之不同波長的複數個發光二極體(LED)。

技術方案1之檢驗裝置進一步包含光束分離器，其中該光源併入一發光二極體(LED)或安置於該光束分離器之相對側上之不同波長的複數個發光二極體(LED)。

在一或多項實施例中，該光源併入經組態以產生一種或若干種波長之光之光照明器片。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括用於將光源成像至非遠心透鏡總成之入射光瞳中之折射性聚光透鏡。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括聚光器，其中該聚光器併入具有橢球形狀之反射性內表面。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括聚光器，其中該聚光器併入反射性菲涅耳(Fresnel)表面。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括聚光器，其中該聚光器併入具有非球面形狀之反射性內表面。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括反射性聚光器，其中 該光源安置於該聚光器之該內部橢球表面之第一軌跡處，且經成像至與該非遠心透鏡總成之光瞳重合之第二軌跡。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括安置於該照明光脈衝之光學路徑中之漫射器。

在一或多項實施例中，該光源由一個發光二極體(LED)組成。

在一或多項實施例中，該光源由在不同波長下操作之兩個發光二極體(LED)組成。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括用於將該照明光脈衝引導至電光調變器上之光束分離器。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括透鏡光瞳，該透鏡光瞳經組態以使得將光源成像至透鏡光瞳中。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括安置於該照明光脈衝之光學路徑中之變跡器及漫射器。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括定位於光照明器片之後且經組態以防止電光調變器之直接照明的遮板。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括鏡掃描器。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括可撓性光束分離器，該可撓性光束分離器之表面形狀可調整以最佳化照明電光調變器之光之照明特性。

在一或多項實施例中，該電光調變器相對於非遠心透鏡總成及相機為固定的。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括用於使用所獲取之被照明之電光調變器之影像來計算每一位點處之放大率的處理單元。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括用於自線性可變差動變壓器(LVDT)值計算放大率並校正非遠心誤差之處理單元。

在一或多項實施例中，該裝置進一步包括線性可變差動變壓器 (LVDT)值量測模組，其用於判定電光調變器之垂直位置中之調整以用於最小化非遠心誤差。

在一或多項實施例中，該非遠心透鏡總成具有增加之焦距以減小非遠心誤差。

在一或多項實施例中，該非遠心透鏡總成為部分遠心的。

在一或多項實施例中，該非遠心透鏡總成併入非遠心透鏡陣列，該相機併入相機單元陣列，以使得該相機單元陣列中之每一相機單元光學耦合至非遠心透鏡陣列中之單一非遠心透鏡。

在一或多項實施例中，該裝置併入具有不同於該非遠心透鏡總成之放大率之第二非遠心透鏡總成以及經組態以在檢驗頭之光學路徑中用第二非遠心透鏡總成替換該非遠心透鏡總成之透鏡切換機構。

在一或多項實施例中，該裝置併入具有不同於該非遠心透鏡總成之放大率之第二非遠心透鏡總成以及經組態以更改檢驗頭之光學路徑以包括該非遠心透鏡總成或該第二非遠心透鏡總成的光學路徑切換機構。

在一或多項實施例中，該裝置併入具有不同於該電光調變器之大小之第二電光調變器以及經組態以在檢驗頭之光學路徑中用第二電光調變器替換該電光調變器的切換機構。

在一或多項實施例中，該裝置併入摺疊鏡，該摺疊鏡之表面形狀可調整以最佳化照明電光調變器之光之照明特性。

根據本文中所描述之技術之另一態樣，提供一種包含電光調變器及調變器底座之電光調變器總成，該調變器底座相對於電光調變器在向外方向上傾斜，以便避免干擾電光調變器之邊緣處之照明光線。

將在以下之描述中部分陳述與本創作相關之額外態樣，且部分將藉由該描述而變得清楚，或可藉由實踐本創作來習得。可藉由在以下詳細描述及所附申請專利範圍中特定指出之元件以及各種元件與態 樣之組合來實現並獲得本創作之各態樣。

將理解，前面的以及後面的描述僅為例示性及闡釋性的，且不意欲以任何方式限制所主張之本創作或其申請案。

100‧‧‧習知系統

101‧‧‧遠心透鏡

102‧‧‧偏振器

103‧‧‧偏振器

104a‧‧‧長波長發光二極體(LED)

104b‧‧‧短波長LED

105‧‧‧雙色鏡

106‧‧‧半透明鏡

107‧‧‧調變器

108‧‧‧相機

110‧‧‧照明器

200‧‧‧改良之系統

201‧‧‧透鏡

202‧‧‧光瞳

204‧‧‧發光二極體(LED)

207‧‧‧調變器

208‧‧‧相機

209‧‧‧LED

210‧‧‧照明器/光學照明系統

211‧‧‧漫射器/變跡器/集光透鏡

212‧‧‧聚光透鏡

213‧‧‧光束分離器

300‧‧‧改良之電壓成像光學系統

304‧‧‧LED

309‧‧‧LED

311‧‧‧變跡器/漫射器/集光透鏡

315‧‧‧摺疊鏡

400‧‧‧改良之電壓成像光學系統之另一例示性實施例

404‧‧‧長波長LED

407‧‧‧調變器

409‧‧‧短波長LED

413‧‧‧光束分離器

500‧‧‧改良之電壓成像光學系統

509‧‧‧短波長LED

510‧‧‧長波長照明器

511‧‧‧百葉箱

513‧‧‧光束分離器

519‧‧‧光片

600‧‧‧改良之電壓成像光學系統之另一例示性實施例

610‧‧‧照明系統

623‧‧‧組合式長波長與短波長光片

700‧‧‧改良之電壓成像光學系統之另一例示性實施例

701‧‧‧電壓成像光學系統(VIOS)透鏡

702‧‧‧光瞳

704‧‧‧長波長LED

721‧‧‧反射性聚光器

800‧‧‧改良之電壓成像光學系統

801‧‧‧透鏡/相機組合

802‧‧‧光瞳

804‧‧‧LED

807‧‧‧調變器

808‧‧‧透鏡/相機組合

900‧‧‧改良之電壓成像光學系統

901‧‧‧透鏡/相機

910‧‧‧照明系統

919‧‧‧長波長光片

1000‧‧‧電壓成像光學系統

1001‧‧‧透鏡

1002‧‧‧透鏡光瞳

1007‧‧‧調變器

1025‧‧‧主光線

1027‧‧‧照明光線

1029‧‧‧主光線角度

1031‧‧‧照明光線角度

1035‧‧‧調變器玻璃塊側面

1037‧‧‧金屬底座

1039‧‧‧陰影

1107‧‧‧調變器

1127‧‧‧照明光線

1135‧‧‧調變器側面

1137‧‧‧金屬底座

1139‧‧‧陰影區

1200‧‧‧實施例

1201a‧‧‧透鏡

1201b‧‧‧透鏡

1204‧‧‧LED

1207‧‧‧調變器

1214‧‧‧鏡

1215‧‧‧雙色光束分離器

1216‧‧‧LED

1300‧‧‧實施例

1317‧‧‧機械快門

1400‧‧‧實施例

1404a‧‧‧LED

1404b‧‧‧LED

1407a‧‧‧調變器

1407b‧‧‧調變器

1408‧‧‧影像感測器(相機)

1415‧‧‧標準光束分離器

1500‧‧‧實施例

1507a‧‧‧調變器

1507b‧‧‧調變器

併入且構成本說明書之一部分之附圖示範了本創作之實施例且連同描述內容一起用以解釋並說明發明性技術之原理。具體而言：圖1說明習知電壓成像光學系統(VIOS)之例示性實施例。

圖2至圖9說明改良之電壓成像光學系統之各種例示性實施例。

圖10說明在與非遠心電壓成像光學系統一起使用時之習知調變器設計的侷限。

圖11說明改良之調變器設計之另一例示性實例，其消除了在與非遠心電壓成像光學系統一起使用時之習知調變器設計的侷限。

圖12至圖15展示用以提供檢驗頭之多個放大率(視場)或電光調變器之增加之成像覆蓋的例示性實施例。

在以下詳細描述中，將參考附圖，在附圖中，相同之功能元件以相同數字進行標示。前述附圖以說明方式而非以限制方式展示與本創作之原理一致之特定實施例及實施方案。此等實施方案經充分詳細地描述以使得熟習此項技術者能夠實踐本創作，且將理解，可利用其他實施方案，且可在不脫離本創作之範疇及精神的情況下對各種元件進行結構性改變及/或替換。因此，以下詳細描述將不得在限制意義上加以解釋。另外，所描述之本創作之各種實施例可以在通用電腦上執行之軟體形式、以專用硬體形式，或軟體與硬體之組合來實施。

圖1說明習知電壓成像光學系統(VIOS)之例示性實施例100。所展示之實施例100在照明器110中併入長波長LED 104a(例如，630 nm)，且視情況併入短波長LED 104b(例如，455 nm)。在各種實施方 案中，一照明波長之光用於電壓成像，而另一波長之光用於藉由受測試電子器件(未圖示)上之光子吸收來增強缺陷偵測。所展示之實施例亦併入遠心透鏡101、偏振器102及103、相機108以及具有四分之一波板之調變器107。亦提供半透明鏡(亦即，光束分離器)106及雙色鏡(其可操作以透射一種波長並反射另一種波長)105，以達成LED 104對受測試器件之選擇性照明以及相機108進行之影像獲取。在所展示之習知系統100中，由照明器110產生之照明光行進穿過透鏡101，之後照射到調變器107。換言之，在習知系統中，經由透鏡來執行照明。由調變器107反射之光繼而通過透鏡101，之後經引導至相機108，相機108產生表示受測試電子器件之表面上的電壓分佈之影像。遠心透鏡101經組態以使得其主光線垂直於調變器107。在各種實施方案中，透鏡101之底部可具有比調變器107之大小大的直徑。

應注意，因為遠心透鏡101必須具有比視場大的直徑，所以用於習知系統100中之透鏡101非常大、沉重及昂貴。另外，習知系統使用其他複雜且昂貴之組件，包括大型LED照明器陣列104a及104b、偏振器102及103，以及調變器107中之四分之一波板。熟習此項技術者將瞭解，習知電壓成像光學系統之前述設計特徵使得此類系統複雜、龐大且昂貴。

因此，按照本創作之一或多項態樣，提供改良之電壓成像光學系統之實施例200。在圖2中說明前述改良之系統200之實施例。該系統併入簡化之照明器210，照明器210用長波長(較佳為紅色)LED 204及選用之短波長(較佳為藍色)LED 209產生照明光。在替代性實施例中，可僅使用一個LED來用於產生長波長及短波長照明光兩者。熟習此項技術者將瞭解，使用單一LED提供改良之缺陷對比，此係因為物件平面處之照明的角譜減少。

在一或多項實施例中，改良之系統200使用安置於成像透鏡201 下方之同軸照明子系統。此與使用穿過成像透鏡101之同軸照明之習知系統形成對比，該習知系統諸如為圖1中所示之系統。由簡化之照明器210產生之照明光通過變跡器(apodizer)/漫射器/集光透鏡211、聚光透鏡212，且由光束分離器213引導至調變器207上。來自調變器207之光由透鏡201收集，且穿過光瞳202經引導至相機208。相機208產生表示受測試電子器件(未圖示)之表面上之電壓分佈的影像。

在一或多項實施例中，透鏡201為完全非遠心的。熟習此項技術者眾所周知的是，因為圖2之系統200之實施例中之透鏡201為非遠心透鏡，所以所描述系統中之主光線不垂直於調變器207，且可能不垂直於相機208。在一或多項實施例中，透鏡201可具有可調整之放大率。為此，在一或多項實施例中，透鏡201及相機208可軸向移動以改變其放大率，從而與調變器207之大小匹配。或者，可調整變焦透鏡201之放大率，且因此調整其視場，以在沒有任何軸向移動的情況下與調變器207之大小匹配。該變焦透鏡可為連續的或具有離散的放大率設定。或者，可用不同離散放大率之透鏡201替換具有離散放大率之透鏡201，而不必改變軸向位置以便與給定調變器大小匹配。在一或多項實施例中，可提供熟習此項技術者眾所周知的透鏡切換機構來用於此目的。同樣，可使用適當之切換機構用不同大小或其他特性之調變器來類似地替換調變器207。在替代性實施例中，替代藉由機械地移除一個透鏡且插入不同之透鏡而在不同放大率之透鏡201之間切換，可以一方式設計檢驗頭之光學路徑，使得將允許使用任一透鏡執行電光調變器之成像。不同離散放大率之兩個透鏡201之前述固定位置配置將允許對相機208之視場之非常快速的切換。可使用以熟習此項技術者眾所周知的方式配置之複數個光束分離器、鏡以及其他合適的光學組件來實施所描述之光學路徑切換機構，以更改光學路徑或檢驗頭而包括兩個固定透鏡201中之任一者。

不必在相機208之視場內具有所有調變器。因此，可使用上文所提及之放大率改變方案中之任一者來審查調變器207之子區，以用於以較高解析度對電子器件缺陷之增強偵測。在一或多項實施例中，可在執行對整個調變器之粗略檢驗之後使用所提供之掃描鏡來審查調變器207之子區。

應注意，在圖1中所示之習知系統100中，當照明光通過遠心透鏡101時，產生幽靈反射及散射光。此等效應構成光雜訊，且在不存在偏振控制的情況下，影響到達相機108之大多數光。因此，在習知電壓成像光學系統中，用在調變器107中提供之交叉偏振器102及103以及四分之一波板(未圖示)來阻擋前述光雜訊到達相機。

另一方面，在圖2中所示之改良系統200中，照明光在到達調變器207之前不通過透鏡201，且出於此原因，幾乎不存在光雜訊，且不需要偏振控制。因此，熟習此項技術者將瞭解，圖2中所示之改良系統200不需要且不採用習知電壓成像光學系統之偏振控制組件來消除光雜訊。改良之電壓成像檢驗系統之所展示實施例之此特徵實質上降低了整個檢驗系統之複雜性及成本，且提高了光通過量(考慮到偏振控制顯著衰減來自照明器210之可用長波長光)。另外，因為全非遠心透鏡之大小不取決於視場，所以用於圖2中所示之改良系統中之非遠心透鏡201之質量、成本及複雜性遠遠低於圖1中所示之習知系統中之遠心透鏡。

應注意，在圖2中所示之設計中，光學照明系統210包含LED 204及209，且漫射器/變跡器/集光透鏡211相對於電壓成像光學系統之其餘部分在水平方向上實質上突出，此對於實際應用可為不便的。為了解決此問題，在圖3中展示改良之電壓成像光學系統300之另一實施例。具體而言，圖3說明改良之電壓成像光學系統之一實施例，其連同圖2之實施例之優點減小照明系統之水平範圍。摺疊鏡315將LED 304及309以及變跡器/漫射器/集光透鏡311移動得較接近電壓成像光學系統300之主體，從而實質上減少照明系統之由LED 304及309以及變跡器/漫射器/集光透鏡311組成的部分之突出。在一或多項實施例中，可使用可撓性材料製造摺疊鏡315，以使得摺疊鏡315之表面形狀可經調整以最佳化光學照明系統之照明特性。

圖4說明改良之電壓成像光學系統之另一例示性實施例400，其連同圖2中所示之實施例之優點而由以上光束分離器413產生潛在較強且較均一之藍光照明。在圖4中所示之系統中，短波長LED 409安置於光束分離器413上方，而非靠近長波長LED 404。具有薄膜塗層(未圖示)之光束分離器413透射並反射50%之長波長光，且透射100%之短波長光。在所展示之實施例中，使用四個短波長LED 409，其大致定位於調變器407之隅角上方。若需要更多物件輻照度，則可提供額外之隅角LED。

再次應注意，在圖2中所示之設計中，照明器210較大且自成像系統之主體突出。為了解決此問題，在圖5中展示改良之電壓成像光學系統500之另一實施例。達成圖2中所示之實施例200之所有優點的此實施例產生光片照明以便減小照明系統大小。在圖5中所示之系統中，長波長照明510由以類似於現代平板電視中所利用之LED背光或OLED陣列所產生之照明(熟習此項技術者眾所周知)的方式形成之光片519組成。在一或多項實施例中，為了避免對電光調變器之直接照明，將百葉箱(511)置放於前述光片之後，以僅透射被引導向光束分離器(513)之光。熟習此項技術者將瞭解，使用光片照明器極大地減小了長波長照明器510之總大小。在一或多項實施例中，短波長LED 509安置於光束分離器513上方，與圖4中一樣。

應注意，在一或多項實施例中，與摺疊鏡315一樣，上文所描述之光學實施例中所使用之光束分離器可由可撓性材料製成，以使得各 別光束分離器之表面形狀可經調整以最佳化光學照明系統之照明特性。

圖6說明改良之電壓成像光學系統之另一例示性實施例600，其連同圖2中所示之實施例200之優點產生多個波長之光片照明，以便消除對單獨波長照明系統之需要且減小照明系統大小。在圖6中所示之系統中，照明系統610由以類似於併入現代平板電視中所利用之LED背光或OLED陣列(熟習此項技術者眾所周知)的照明系統之方式形成的組合式長波長與短波長光片623組成。與圖5中所示之實施例500一樣，此實施例較緊湊且可提供用於系統整合之優點。

圖7說明改良之電壓成像光學系統之另一例示性實施例700，其連同圖2中所示之實施例200之優點使用反射性聚光器721，而非折射性光學器件，從而減小照明系統之大小。在所展示之實施例700中，反射性聚光器721併入反射性內表面，該反射性內表面具有橢球形狀。長波長LED 704位於橢圓體之一個軌跡處，且由反射性聚光器721成像至另一軌跡，該另一軌跡為VIOS透鏡701之光瞳702。熟習此項技術者將瞭解，在此實施例中，像差被最小化。在一或多項實施例中，為了避免干擾，使用橢球鏡之離軸部分。在不脫離本創作之此實施例的範疇及精神的情況下，可使用用以達成特定目標之反射性表面形狀之其他實施方案。舉例而言，可使用具有較高階表面變形限度之反射性聚光器721之橢圓、雙曲線或抛物線形狀，或可使用具有非球面輪廓之反射性菲涅耳透鏡。再次注意，圖7中所說明之實施例700比圖2中所示之實施例200更緊湊，且可提供用於系統整合之優點。

熟習此項技術者將理解，使多個相機感測器鄰接在一起以達成具有較多像素之較大有效感測器大小係困難且昂貴的程序。當使用單一遠心透鏡時，將多個非鄰接之相機感測器排成陣列係非常複雜的，或為不可能達成的。另一方面，圖8中所示之改良之電壓成像光學系 統800允許將多個非鄰接感測器排成陣列。具體而言，圖8說明改良之電壓成像光學系統之另一例示性實施例，其連同圖2中所示之實施例200之優點使用非遠心透鏡及相機之陣列來提高解析度及/或增加有效視場，且減小非遠心誤差。在圖8中，1×2陣列中之兩個透鏡/相機組合或2×2陣列中之四個透鏡/相機組合801/808中將調變器807之單獨區成像。在1×2陣列中，每一透鏡/相機組合801/808將調變器807之一半成像。在2×2陣列中，每一透鏡/相機組合801/808將調變器807之四分之一成像。在1×2陣列中，每一透鏡/相機組合801/808由LED 804照明，LED 804經定位以使得其影像形成於其既定之透鏡/相機組合801/808之光瞳802中。因此，在1×2陣列中，將存在兩個LED 804，且在2×2陣列中，將存在四個LED 804。熟習此項技術者將瞭解，圖8中所說明之實施例800提供較小之經投影像素大小及/或較大之視場，亦即較大調變器大小。另外，圖8中所說明之實施例800經真正地模組化，以使得基本上可添加任何數目之透鏡/相機801/808組合以形成電壓成像光學系統之陣列。

類似於圖8中所示之實施例800，圖9中所示之改良之電壓成像光學系統900允許將多個非鄰接感測器排成陣列。具體而言，圖9說明改良之電壓成像光學系統之另一例示性實施例，其連同圖2中所示之實施例200之優點使用具有光片照明之非遠心透鏡及相機之陣列來提高解析度及/或增加視場，且減小非遠心誤差及減小照明系統之大小。並非使用個別LED，圖9中所示之實施例之照明系統910由長波長光片919組成，其類似於圖5中所示之實施例中所使用之光片，且其顯著減小照明系統910之總大小。另外，圖9中所示之光片照明系統910能夠照明1×2、2×2或其他大小陣列中之每一透鏡/相機901/908組合。

熟習此項技術者將瞭解，上文所描述之照明系統之所有實施例提供朝向調變器207收斂於方形錐中之照明光。此要求為非遠心成像 之結果。舉例而言，在圖10中所示之實施例中，主光線1025自調變器1007收斂於電壓成像光學系統1000之透鏡光瞳1002上。照明光線1027之角度1031必須與透鏡1001主光線角度1029匹配，等於相對於調變器法線1033之主光線角度1029的負數。圖10展示此負的照明光線角度1031表示收斂於調變器上之光。熟習此項技術者可能注意到，收斂於方形錐中之照明將由諸如調變器玻璃塊側面1035或金屬底座1037等物件漸暈，此將陰影1039投射於調變器1007之底部上。另一方面，前述陰影區無法用於電壓成像，因為那裡沒有光，且因此有用之視場有所減少。

圖11中所示之調變器1107之另一例示性實施例利用金屬底座1137，金屬底座1137經傾斜以便避免干擾調變器1107之邊緣處之照明光線1127，從而減少陰影區1139。另外或替代地，減小調變器1107之厚度以及調變器側面1135之高度，從而進一步減少陰影區1139。

可使用若干不同手段來減輕歸因於所描述系統之非遠心性質而引入的光學誤差。為此，在上文所描述之所有實施例中且參看圖2，調變器207相對於透鏡201為固定的，且相機208以及VIOS作為整體在受測試電子組件上方形成間隙。在一替代性實施例中，使用由系統產生之電壓影像或線性可變差動變壓器(LVDT)讀數在每一位點處計算放大率。在一替代性實施例中，將受測試電子組件上之每一位置處之LVDT讀數饋送至控制受測試組件上方之VIOS高度的馬達以消除非遠心誤差。在另一替代性實施例中，適當地增加透鏡201之焦距以減少非遠心誤差。在另一實施例中，透鏡201經設計以使得結果為部分遠心的(亦即，在全遠心與非遠心之間)，以便減少前述非遠心誤差。最後，使用圖8中所示之1×2或2×2透鏡/相機組合801/808陣列來額外地減少非遠心誤差，此係因為在每一區段上用較小之主光線角度來檢驗調變器807之較小區段。

應注意，所描述實施例中之許多其他變化為可能的。具體而言，圖12至圖15展示用以提供檢驗頭之多個放大率(視場)或電光調變器之增加之成像覆蓋的若干例示性實施例。

具體而言，在圖12中所示之實施例1200中，來自兩個LED 1204及1216之具有不同光譜頻帶(例如，紅色及紅琥珀色)之光被分裂至具有雙色光束分離器1215之兩個路徑(具有透鏡1201a之Mag 1路徑及具有透鏡1201b之Mag 2路徑)中，從而允許兩個成像放大率在一種情況下用於較大視場及較低解析度，而在另一情況下用於較小視場及較高解析度。在各種實施例中，較大視場路徑用於粗略檢驗模式，且較小視場用於詳細檢驗模式。為了在較高解析度路徑下到達調變器1207上之所有點，鏡1214中之一者可在兩個維度上傾斜以到達調變器1207上之任一點，縱然視場小得多亦如此。

參考圖13中所示之實施例1300，並非如在圖12之實施例中使用兩個光譜頻帶，圖13之實施例之方法使用機械快門1317來允許沿著較大視場/較低解析度路徑(Mag 1路徑)或較小視場/較高解析度路徑(Mag 2路徑)通過。

在圖14中所示之實施例1400中，歸因於影像感測器之高成本，可使用單一影像感測器(相機)1408來將兩個調變器1407a及1407b成像。首先，藉由向經組態以照明調變器1407a之照明LED(1404a)供電來將一個調變器1407a成像。在此調變器1407a之成像完成之後，藉由向經組態以照明調變器1407b之照明LED 1404b供電來將第二調變器1407b成像。在此實施例中，來自兩個調變器1407a及1407b之影像不同時存在於感測器1408處。此方法可擴展至兩個以上調變器(未圖示)。用於一個感測器1408之多個調變器1407a及1407b之優點為降低之成本以及較快之檢驗，此係因為每個成像頭位置覆蓋了較多區域。為了使成像路徑之間的串擾最小化，可使用具有不同空間頻帶之兩個 LED 1404a及1404b以及雙色鏡(而非標準光束分離器1415)，從而更有效地分離路徑。

在圖15中所示之實施例1500中，並非如在圖14中所示之實施例中使用兩個相等大小之調變器，提供一個較大之調變器1507a及一個較小之調變器1507b。大調變器路徑用於檢驗具有較低解析度之較大區域，而小調變器用於檢驗具有較高解析度之較小區域。

最後，應理解，本文中所描述之程序及技術並非固有地與任何特定裝置相關，且可由組件之任何合適之組件組合實施。此外，可根據本文中所描述之教示來使用各種類型之通用器件。亦可證明構造專用裝置來執行本文中所描述之方法步驟係有利的。已相對於特定實例描述了本創作，該等特定實例在所有方面均既定為說明性而非限制性的。熟習此項技術者將瞭解，專用的以及現成的組件之許多不同組合將適合於實踐本創作。

另外，藉由考慮本文中所揭示之本創作之說明書及實踐，熟習此項技術者將明白本創作之其他實施方案。可在用於檢驗電子器件之系統中單一地或以任何組合使用所描述實施例之各種態樣及/或組件。預期說明書及實例僅被視為例示性的，其中由所附申請專利範圍指示本創作之真實範疇及精神。

200‧‧‧改良之系統

201‧‧‧透鏡

202‧‧‧光瞳

204‧‧‧發光二極體(LED)

207‧‧‧調變器

208‧‧‧相機

209‧‧‧LED

210‧‧‧照明器/光學照明系統

211‧‧‧漫射器/變跡器/集光透鏡

212‧‧‧聚光透鏡

213‧‧‧光束分離器

Claims (30)

1. 一種用於對一受測試電子器件進行電氣檢驗之裝置，該裝置包含：a.一檢驗頭，其包含：一電光調變器；一偏壓電壓源，其產生施加至該電光調變器之一偏壓電壓模式；一光源，其用於產生用於照明該電光調變器之一光脈衝；一非遠心透鏡總成；及一相機，其用於獲取該經照明電光調變器之一影像；及b.一驅動電子器件，其經組態以將一電壓信號施加至該受測試電子器件，其中該照明光脈衝在照明至該電光調變器之前不通過該非遠心透鏡總成。
2. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一摺疊鏡。
3. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一光束分離器，其中該光源包含一發光二極體(LED)或安置於該光束分離器之同一側上之不同波長的複數個發光二極體(LED)。
4. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一光束分離器，其中該光源包含一發光二極體(LED)或安置於該光束分離器之相對側上之不同波長的複數個發光二極體(LED)。
5. 如請求項1所述之裝置，其中該光源包含經組態以產生一種或若干種波長之光之一光照明器片。
6. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含用於將該光源成像至該非遠心透鏡總成之一入射光瞳中之一折射性聚光透鏡。
7. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一聚光器，其中該聚光器包含具有一橢球形狀之一反射性內表面。
8. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一聚光器，其中該聚光器 包含一反射性菲涅耳表面。
9. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一聚光器，其中該聚光器包含具有一非球面形狀之一反射性內表面。
10. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一反射性聚光器，其中該光源安置於該聚光器之該內部橢球表面之一第一軌跡處，且經成像至與該非遠心透鏡總成之一光瞳重合之一第二軌跡。
11. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含安置於該照明光脈衝之光學路徑中之一漫射器、一變跡器或一集光透鏡中之至少一者。
12. 如請求項1所述之裝置，其中該光源包含一發光二極體(LED)。
13. 如請求項1所述之裝置，其中該光源包含在不同波長下操作之兩個發光二極體(LED)。
14. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含用於將該照明光脈衝引導至該電光調變器上之一光束分離器。
15. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一透鏡光瞳，該透鏡光瞳經組態以使得將該光源經成像至該透鏡光瞳中。
16. 如請求項1所述之裝置，其中該光源包含一光照明器片，該檢驗裝置進一步包含定位於該光照明器片之後且經組態以防止對該電光調變器之直接照明的遮板。
17. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一鏡掃描器。
18. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一可撓性光束分離器，該可撓性光束分離器之表面形狀可調整以最佳化照明該電光調變器之一光的照明特性。
19. 如請求項1所述之裝置，其中該電光調變器相對於該非遠心透鏡總成及該相機為固定的。
20. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含用於使用該經照明之電光調變器之該所獲取影像來計算每一位點處之放大率的一處理單 元。
21. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含用於使用線性可變差動變壓器(LVDT)值來計算放大率並校正非遠心誤差之一處理單元。
22. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含用於判定該電光調變器之一垂直位置中之一調整以使一非遠心誤差最小化的一線性可變差動變壓器(LVDT)值量測模組。
23. 如請求項1所述之裝置，其中該非遠心透鏡總成具有一增加之焦距以減小一非遠心誤差。
24. 如請求項1所述之裝置，其中該非遠心透鏡總成係部分遠心的。
25. 如請求項1所述之裝置，其中該非遠心透鏡總成包含一非遠心透鏡陣列，其中該相機包含一相機單元陣列，且其中該相機單元陣列中之每一相機單元光學耦合至該非遠心透鏡陣列中之一單一非遠心透鏡。
26. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含具有不同於該非遠心透鏡總成之一放大率之一第二非遠心透鏡總成以及經組態以在該檢驗頭之一光學路徑中用該第二非遠心透鏡總成替換該非遠心透鏡總成之一透鏡切換機構。
27. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含具有不同於該非遠心透鏡總成之一放大率之一第二非遠心透鏡總成以及經組態以更改該檢驗頭之該光學路徑以包括該非遠心透鏡總成或該第二非遠心透鏡總成之一光學路徑切換機構。
28. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含具有不同於該電光調變器之一大小之一第二電光調變器以及經組態以在該檢驗頭之一光學路徑中用該第二電光調變器替換該電光調變器之一切換機構。
29. 如請求項1所述之裝置，其進一步包含一摺疊鏡，該摺疊鏡之該 表面形狀可調整以最佳化照明該電光調變器之一光之照明特性。
30. 一種包含一電光調變器及一調變器底座之電光調變器總成，該調變器底座係相對於該電光調變器在一向外方向上傾斜，以便避免干擾該電光調變器之邊緣處之照明光線。