專利名稱：疊料監(jiān)視裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體測(cè)試機(jī)臺(tái)，特別涉及一種使用自動(dòng)圖像檢測(cè)來 判斷疊料情形的半導(dǎo)體測(cè)試機(jī)臺(tái)及其監(jiān)視的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體芯片的后段制造工藝中，待測(cè)芯片(Device under Testing; DUT)在進(jìn)行測(cè)試的過程中，待測(cè)芯片先放在半導(dǎo)體測(cè)試機(jī)臺(tái)中的進(jìn)池料 區(qū)中，然后轉(zhuǎn)換至托盤(tray)上，再由水平垂直取放裝置(pick and place) 一個(gè)一個(gè)或一群一群地傳送至測(cè)試區(qū)測(cè)試，并且在測(cè)試結(jié)束后，依據(jù)測(cè)試 結(jié)果分別放在良好或不良的托盤架上的托盤上。
芯片在托盤上一般是以陣列的方式排列，然而在轉(zhuǎn)換或排列的過程 中，可能因?yàn)槟承┰蚴沟猛斜P上的同一位置上重復(fù)放入芯片，因而產(chǎn)生 了芯片重疊放置，造成在同一位置上疊放兩個(gè)或兩個(gè)以上芯片的疊料問 題。類似的情形會(huì)發(fā)生在進(jìn)/出料區(qū)傳送到測(cè)試區(qū)或由測(cè)試區(qū)傳回進(jìn)/出料 區(qū)的過程中。由于芯片的外型都很相似，疊放在一起時(shí)并不容易辨識(shí)，尤 其是藏身在一群芯片的陣列中更是難以辨認(rèn)，因此需要有更好的設(shè)計(jì)，來 協(xié)助解決疊料的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的發(fā)明背景中，為了符合產(chǎn)業(yè)上某些利益的需求，本發(fā)明的 主要目的在提供一種疊料監(jiān)視裝置及其方法，可用以解決上述傳統(tǒng)的測(cè)試 機(jī)臺(tái)未能達(dá)標(biāo)的目的。
據(jù)此，本發(fā)明提供一種疊料監(jiān)視裝置，包含投影裝置、攝影裝置及顯 示裝置，其中顯示裝置會(huì)顯示多條判斷線段。投影裝置以一個(gè)角度對(duì)目標(biāo)
平面投影可見光源，而攝影裝置將拍攝的可見光源畫面?zhèn)魉椭林醒胩幚韱?元處理后在顯示裝置顯示，并通過顯示裝置上的可見光源位置的變化來判 斷是否發(fā)生疊料的問題。
此外，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種判斷疊料的監(jiān)視方法，包含提供至少 一條判斷線；提供一個(gè)待測(cè)物件；提供激光光線，用以打在待測(cè)物件上， 并提供攝影裝置攝取待測(cè)物件上的可見光激光線，同時(shí)將該可見光激光線 的位置顯示；然后，進(jìn)行判斷，判斷該可見光激光線與該判斷線的相互位 置，當(dāng)可見光激光線超過判斷線時(shí)，即判斷此位置上發(fā)生堆疊；當(dāng)可見光 激光線未超過判斷線時(shí)，隨即進(jìn)行下一待測(cè)物件的監(jiān)測(cè)及判斷。


圖l為本發(fā)明的疊料監(jiān)視裝置的示意圖2為本發(fā)明的疊料監(jiān)視裝置設(shè)定基準(zhǔn)線段及邊緣線段的示意圖； 圖3為本發(fā)明的疊料監(jiān)視裝置設(shè)定疊料判斷線的示意圖； 圖4為本發(fā)明的疊料監(jiān)視裝置判斷疊料的示意圖；以及 圖5為本發(fā)明判斷疊料的流程圖。 主要元件標(biāo)記說明
10 疊料監(jiān)視裝置 20
202 圖像處理單元 21
22 投影裝置 24
26 顯示裝置 28
30、 301 待測(cè)物件 282
284 另一投影線段(邊緣線段)2842
286 邊緣線段 2862 288、 290可見光激光線 0 步驟410 設(shè)定critical line的位置
中央處理單元 可見光源線
目標(biāo)平面
投影線段(基準(zhǔn)線段)
判斷線
判斷線
角度
步驟420 提供電子元件
步驟430 激光投影并攝取圖像
步驟440 判斷激光投影的位置是否在判斷線(criticalline)之間
步驟450 檢視下一個(gè)電子元件
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在此所探討的方向?yàn)橐环N疊料監(jiān)視裝置與方法。為了能徹底地 了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發(fā) 明的施行并未限定于測(cè)試機(jī)臺(tái)的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。另一方面， 眾所周知的測(cè)試機(jī)臺(tái)的組成或步驟并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本發(fā)明 不必要的限制。本發(fā)明的較佳實(shí)施例會(huì)詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì) 描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其他的實(shí)施例中，且本發(fā)明的范圍 不受限定，其以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
首先，請(qǐng)參照?qǐng)D1，為本發(fā)明的一種疊料監(jiān)視裝置的示意圖。如圖1 所示，本發(fā)明的疊料監(jiān)視裝置10包含投影裝置22、攝影裝置24、中央處 理單元20及顯示裝置26。投影裝置22用來提供一個(gè)可見光源線21，并 且將可見光源線21所發(fā)射的光線以一個(gè)可以調(diào)整的角度(e)照射在目 標(biāo)平面28上;而攝影裝置24則是以一個(gè)固定的角度對(duì)同一個(gè)目標(biāo)平面28 拍攝，并將拍攝到的圖像先傳送至圖像處理單元202中，將攝取到的灰階 圖像(gray level)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字式的圖像數(shù)據(jù)后，再送到中央處理單元 20進(jìn)行比較分析，同時(shí)將此經(jīng)過中央處理單元20處理后的圖像由顯示裝 置26顯示。
此外，本發(fā)明中的投影裝置22可以為一種激光裝置，特別是一種發(fā) 射線形光源的激光裝置；而攝影裝置24則可以為一種感光元件所形成的 裝置，例如電耦合裝置(Charge Coupling Device; CCD)或是CMOS Sensor; 而顯示裝置則可以是平面顯示器、示波器、投影機(jī)等。此外，目標(biāo)平面可 以是一個(gè)托盤。另外，中央處理單元20可以是個(gè)人電腦(PC)，而圖像 處理單元202也可以與中央處理單元20合并在一起。在此要強(qiáng)調(diào)的是，
本發(fā)明中的中央處理單元20是具有"自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(Automatic Optical Inspection; AOI)"的功能者。
繼續(xù)請(qǐng)參照?qǐng)D2，為本發(fā)明的疊料監(jiān)視裝置的判斷線設(shè)定示意圖。首 先，在疊料監(jiān)視裝置10的目標(biāo)平面28上，先放置一個(gè)待測(cè)物件30，例如 在托盤中已放置一個(gè)待測(cè)的半導(dǎo)體芯片。接著，投影裝置22上的可見光 源線21以一個(gè)經(jīng)過選擇后的固定角度照射在待測(cè)物件30上而產(chǎn)生投影線 段282,同時(shí)攝影裝置24會(huì)以一個(gè)固定的角度，例如垂直于目標(biāo)平面28 的角度，將待測(cè)物件30及位于待測(cè)物件30上的投影線段282的圖像送到 圖像處理單元202中，以使送入的灰階信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；接著再將轉(zhuǎn) 換后的數(shù)字信號(hào)送至中央處理單元20進(jìn)行處理。因此，中央處理單元20 經(jīng)過自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)的運(yùn)算及處理后，會(huì)將投影線段282當(dāng)作為基 準(zhǔn)線段(base line)。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，會(huì)將此投影線段282設(shè) 定在待測(cè)物件30的接近中間的位置上。接著，在待測(cè)物件30之上再堆疊 一個(gè)相同的待測(cè)物件301，此時(shí)，投影裝置22上的可見光源線21會(huì)照射 在最上面的待測(cè)物件301上，使得投影線段282出現(xiàn)偏移而產(chǎn)生另一投影 線段284，而此投影線段284即為發(fā)生疊料的邊緣線段。另外，由于待測(cè) 物件30具有一定的厚度(或稱高度)，因此，當(dāng)操作人員將投影線段282 設(shè)定為基準(zhǔn)線段后，操作人員也可依照已知待測(cè)物件30的厚度來推算出 邊緣線段位置。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D3，為本發(fā)明的設(shè)定疊料判斷線的示意圖。在本實(shí)施 例中，前述的投影線段282已定義為基準(zhǔn)線段282;而前述的投影線段284 已定義為邊緣線段284。如前所述，當(dāng)疊料監(jiān)視裝置10已將基準(zhǔn)線段282 及邊緣線段284標(biāo)示后，為了克服一些操作界面上的問題，例如芯片厚度 或是托盤平整度等問題所產(chǎn)生的誤差，而導(dǎo)致誤判或是假警報(bào)(false alarm)，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，會(huì)進(jìn)一步定義判斷線2842 (critical line),以作為實(shí)際判斷是否發(fā)生疊料的依據(jù)。換句話說，在實(shí)際操作時(shí)， 疊料監(jiān)視裝置10中的顯示裝置26上，只會(huì)顯示判斷線2842，而不會(huì)顯示 出基準(zhǔn)線段282及邊緣線段284，這是因?yàn)榛鶞?zhǔn)線段282及邊緣線段284 是作為推算出判斷線2842過程中的參照線段。在本發(fā)明中，可由操作人
員依經(jīng)驗(yàn)或是由中央處理單元依照先前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)定義一個(gè)誤差量，并將
此誤差量作為實(shí)際的判斷線2842設(shè)定的參照。
同理可知，在定義出基準(zhǔn)線段282、邊緣線段284及判斷線2842后， 即可以基準(zhǔn)線段282為中心，在基準(zhǔn)線段282的相對(duì)側(cè)上定義出另一條邊 緣線段286及判斷線2862，如圖3所示，很明顯地，此判斷線2862即作 為目標(biāo)平面上沒有待測(cè)物件30時(shí)的判斷依據(jù)。
接著，請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1及圖4，為本發(fā)明的疊料監(jiān)視裝置IO判斷疊料 的示意圖。在疊料監(jiān)視裝置10的投影裝置22將可見光激光打在待測(cè)物件 301上時(shí)，在顯示裝置26上會(huì)顯示可見光激光線288，當(dāng)可見光激光線288 的位置位于判斷線2842的右側(cè)邊時(shí)(如圖4所示)，即表示在此位置上 發(fā)生待測(cè)物件30疊料，此時(shí)疊料監(jiān)視裝置10會(huì)發(fā)出警報(bào)或是停止程序。 而當(dāng)可見光激光線打在待測(cè)物件30上時(shí)，可見光激光線288的位置會(huì)位 于判斷線2842的左側(cè)邊，此時(shí)表示正常，則疊料監(jiān)視裝置10會(huì)繼續(xù)進(jìn)行 下一個(gè)待測(cè)物件30的判斷。另一方面，當(dāng)可見光激光線290的位置位于 判斷線2862的左側(cè)邊時(shí)(如圖4所示)，即表示在此位置上沒有待測(cè)物 件30存在。
再次強(qiáng)調(diào)，由于顯示裝置26中所顯示的投影線段(包括282、 284、 2842)均已經(jīng)過中央處理單元20的AOI系統(tǒng)的處理，并已記錄各個(gè)投影 線段的位置，因此在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)可見光激光線288的位置超過 判斷線2842后，中央處理單元20隨即判斷此處已發(fā)生疊料，并且發(fā)出一 個(gè)信號(hào)，此信號(hào)包括暫停測(cè)試作業(yè)以便進(jìn)行排除或是將此發(fā)生待測(cè)物件30 堆疊的位置信號(hào)記錄下來，待測(cè)試結(jié)束后再進(jìn)行處理。當(dāng)然，若判斷出待 測(cè)平面上沒有待測(cè)物件30存在時(shí)，其也可將位置信號(hào)記錄下來，待測(cè)試 結(jié)束后再進(jìn)行處理。
此外，請(qǐng)參照?qǐng)D1，由于待測(cè)物件30會(huì)隨著產(chǎn)品大小而有厚度上的差 異，例如為避免待測(cè)物件30過于薄小而造成可見光源線21的邊緣線過于 集中，或是芯片太厚而使得邊緣線超過顯示裝置26等，造成判斷線設(shè)定 作業(yè)無(wú)法進(jìn)行或是在操作時(shí)可見光激光線288超過顯示裝置的顯示范圍。
為此，本發(fā)明中的投影裝置22的角度(e)是可以調(diào)整的，其調(diào)整的范
圍可介于接近0度至接近90度之間，較佳的調(diào)整范圍為5度至85度之間。 當(dāng)待測(cè)物件30屬于薄小的芯片時(shí)，則可將投影裝置22的角度往小角度方 向調(diào)整，例如調(diào)整至15度；當(dāng)待測(cè)物件30屬于厚大的芯片時(shí)，為避免發(fā) 生堆疊時(shí)，可見光激光線288 (或可見光激光線290)超過顯示裝置的顯 示范圍，故可將投影裝置22的角度往大角度方向調(diào)整，例如調(diào)整至75度， 使得可見光激光線288 (或可見光激光線2卯)可以落在顯示裝置的適當(dāng) 位置上。
此外，對(duì)于一般的半導(dǎo)體芯片測(cè)試機(jī)臺(tái)而言，大約可分為進(jìn)/出料區(qū)與 測(cè)試區(qū)，等待測(cè)試的待測(cè)物件放在進(jìn)/出料區(qū)的托盤中，等待送入測(cè)試區(qū)測(cè) 試；而在測(cè)試區(qū)中，則由分類裝置(Handler;圖中未示)將托盤中的待測(cè) 物件30 (例如芯片)吸起并放置在測(cè)試插座上測(cè)試，測(cè)試完畢后，再由分 類裝置將芯片吸起并放入另一托盤中。當(dāng)本發(fā)明的疊料監(jiān)視裝置10與一 部測(cè)試機(jī)臺(tái)結(jié)合時(shí)，疊料監(jiān)視裝置10可以設(shè)置在進(jìn)料區(qū)或是出料區(qū)或是 進(jìn)/出料區(qū)都設(shè)置，此時(shí)疊料監(jiān)視裝置10中的中央處理單元20可以設(shè)置在 測(cè)試機(jī)(tester)中。此外，為了使攝影裝置24能拍攝出較清楚的待測(cè)物 件30以及可見光激光線288 (或可見光激光線290)，在本發(fā)明的另一具 體實(shí)施例中，還包含一個(gè)照明裝置(圖中未示)，可用來提供對(duì)目標(biāo)平面28 的照明。此照明裝置可以設(shè)置在攝影裝置24與目標(biāo)平面28之間，也可以 設(shè)置在相對(duì)投影裝置22的相鄰側(cè)邊或是相對(duì)側(cè)邊，其中當(dāng)照明裝置設(shè)置 在攝影裝置24與目標(biāo)平面28之間時(shí)，必須可以提供至少一個(gè)開口，以便 讓攝影裝置24及投影裝置22的光線能夠通過；此外，照明裝置可以是燈 泡、發(fā)光二極管陣列或其他能提供照明的光源，本發(fā)明并未加以限制。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，其為本發(fā)明的疊料監(jiān)視方法的流程示意圖。 首先，如步驟410所示，在顯示裝置26上提供至少一條判斷線(2842; 2862);接著，如步驟420所示，利用托盤(tray)承載至少一個(gè)待測(cè)物 件30，傳送承載有至少一個(gè)待測(cè)物件30的托盤至疊料監(jiān)視裝置10;再接 著，如步驟430所示，提供激光光線投影在待測(cè)物件30上，并由攝影裝 置24攝取在待測(cè)物件30上的可見光激光線288，并通過中央處理單元20
處理后，將可見光激光線288的位置顯示在顯示裝置26上；然后,如步 驟440所示，判斷可見光激光線288與判斷線2842的相互位置，當(dāng)可見 光激光線288超過判斷線2842時(shí)(即位于判斷線2842的右側(cè)，如圖4所 示)，疊料監(jiān)視裝置10即判斷此位置上發(fā)生堆疊，則此時(shí)疊料監(jiān)視裝置 10會(huì)發(fā)出警報(bào)或是停止程序;若當(dāng)可見光激光線288并未超過判斷線2842 時(shí)(例如位于判斷線2842的左側(cè))，則表示此位置上并未發(fā)生堆疊，因 此疊料監(jiān)視裝置10即判斷正常并隨即進(jìn)行下一待測(cè)物件30的監(jiān)測(cè)及判 斷，如步驟450所示。
很明顯地，本發(fā)明的疊料監(jiān)視方法也可以用來判斷在監(jiān)測(cè)過程中，在 那些位置上是沒有待測(cè)物件30的，例如，當(dāng)可見光激光線290超過判斷 線2862時(shí)(即位于判斷線2862的左側(cè)，如圖4所示)，疊料監(jiān)視裝置10 即判斷此位置上沒有待測(cè)物件30，則此時(shí)疊料監(jiān)視裝置10會(huì)進(jìn)行記錄或 停止程序。
顯然地，依照上面實(shí)施例中的描述，本發(fā)明可能有許多的修正與差異。 因此需要在其附加的權(quán)利要求項(xiàng)的范圍內(nèi)加以理解，除了上述詳細(xì)的描述 外，本發(fā)明還可以廣泛地在其他的實(shí)施例中施行。上述僅為本發(fā)明的較佳 實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求；凡其它未脫離本發(fā)明所揭 示的精神下所完成的等效變更或改進(jìn)，均應(yīng)包含在權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種疊料監(jiān)視裝置，包含投影裝置，提供可見光源以照射目標(biāo)平面；攝影裝置，用以拍攝該目標(biāo)平面；及中央處理單元，設(shè)定至少一條判斷線位置，并接收該攝影裝置所傳送的圖像數(shù)據(jù)，記錄該可見光源位置并與該判斷線位置進(jìn)行比較，在比較后進(jìn)行判斷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊料監(jiān)視裝置，其特征是該中央處理單元中 包括圖像處理單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊料監(jiān)視裝置，其特征是該中央處理單元具 有自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)功能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊料監(jiān)視裝置，其特征是該投影裝置的即設(shè) 角度可以在5度至85度間調(diào)整。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊料監(jiān)視裝置，其特征是該攝影裝置的即設(shè) 角度為與目標(biāo)物成90度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊料監(jiān)視裝置，其特征是進(jìn)一步可包含顯示 裝置，用以接收并顯示該中央處理單元所傳送的圖像數(shù)據(jù)，其中該顯示裝 置可顯示該判斷線位置。
7. —種具有疊料監(jiān)視裝置的測(cè)試機(jī)臺(tái)，該測(cè)試機(jī)臺(tái)包含中央處理單 元、進(jìn)/出料區(qū)、測(cè)試區(qū)以及至少一個(gè)疊料監(jiān)視裝置，其中該疊料監(jiān)視裝置 包括投影裝置，提供可見光源以照射目標(biāo)平面； 攝影裝置，用以拍攝該目標(biāo)平面；以及顯示裝置，用以接收并顯示該中央處理單元所傳送的圖像數(shù)據(jù)； 其中該中央處理單元進(jìn)一步設(shè)定至少一條判斷線位置，并將該判斷線 送至該顯示裝置中顯示，同時(shí)接收該攝影裝置所傳送的圖像數(shù)據(jù)，記錄該 可見光源位置并與該判斷線位置進(jìn)行比較以及在比較后進(jìn)行判斷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)試機(jī)臺(tái)，其特征是進(jìn)一步可包括照明裝置 設(shè)置于該攝影裝置與該目標(biāo)平面之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測(cè)試機(jī)臺(tái)，其中該照明裝置還包含至少一個(gè) 開口，以供該投影裝置的可見光通過。
10. —種疊料監(jiān)視的判斷方法，包含 提供至少一條判斷線；提供至少一個(gè)待測(cè)物件； 提供激光光線，用以投影在待測(cè)物件上；攝取待測(cè)物件上的可見光激光線，同時(shí)將該可見光激光線的位置顯示；進(jìn)行判斷，判斷該可見光激光線與該判斷線的相互位置；當(dāng)可見光激光線超過該判斷線時(shí)，即判斷此位置上發(fā)生堆疊；以及當(dāng)可見光激光線未超過該判斷線時(shí)，隨即進(jìn)行下一待測(cè)物件的監(jiān)測(cè)及 判斷。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種疊料監(jiān)視裝置，包含投影裝置與攝影裝置。投影裝置與攝影裝置分別以不同角度對(duì)目標(biāo)平面投影圖像并攝影畫面，從而在目標(biāo)平面置放物件時(shí)，在畫面上呈現(xiàn)圖像重疊于物件表面的部份，用以判斷是否發(fā)生疊料的問題。
文檔編號(hào)G01B11/00GK101369549SQ200710129668
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2007年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月14日
發(fā)明者林世芳, 林源記 申請(qǐng)人:京元電子股份有限公司