專利名稱：缺陷量測裝置和缺陷量測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及缺陷量測裝置，特別是涉及一種使用熱影像的缺陷量測裝置。
背景技術(shù)：
在樣品的制作過程中，往往因為受到一些應(yīng)力或機(jī)械的操作而造成損傷，使得在樣品的內(nèi)部中發(fā)生一些缺陷(defect)，包括斷裂(crack)和應(yīng)力(stress)，而這些內(nèi)部的缺陷是外觀看不出來的。為了了解樣品內(nèi)部的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)以超音波檢測法和光彈法量測技術(shù)來觀察樣品內(nèi)部的缺陷。然而不是所有的缺陷可由超音波檢測法和光彈法量測技術(shù)所檢測出來，因此亟需另外一種樣品缺陷檢測裝置來檢測樣品的內(nèi)部缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種缺陷量測裝置及缺陷量測方法，以解決上述問題。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種缺陷量測裝置，其包括至少一加熱源，用以均勻地加熱一樣品的一第一端；至少一致冷源，用以均勻地致冷樣品的一第二端；以及一熱像儀，用以量測樣品的熱影像；其中加熱源和致冷源用以使得樣品的熱影像具有溫度梯度。本發(fā)明還提供一種缺陷量測方法，其包括選擇性地加熱或致冷一樣品的一第一端，使得第一端達(dá)到一第一溫度；選擇性地加熱或致冷樣品的一第二端，使得第二端達(dá)到一第二溫度；擷取樣品的一第一熱影像；以及分析樣品的第一熱影像和第二熱影像。本發(fā)明也提供另外一種缺陷量測裝置，包括至少兩個溫度產(chǎn)生器，用以均勻地使一樣品的一第一端和一第二端分別到達(dá)一第一溫度和一第二溫度；以及一熱像儀，用以量測樣品的熱影像；其中第一溫度不同于第二溫度，并且溫度產(chǎn)生器用以使得樣品的熱影像具有溫度梯度。為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下


圖1是本發(fā)明的缺陷量測裝置的一實施例示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的缺陷量測方法的方框圖；圖3是本發(fā)明實施例的缺陷量測方法的示意圖。主要元件符號說明11 缺陷量測裝置；12:加熱源；13 致冷源；14:樣品;15:熱像儀；
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16:控制器；17 環(huán)境溫度和濕度控制腔；18:熱影像擷取器；31 ；34 熱影像；；35:缺陷。
具體實施例方式圖1是本發(fā)明的缺陷量測裝置的一實施例。如圖1所示，缺陷量測裝置11包括至少一加熱源12、至少一致冷源13和一熱像儀15。舉例來說，加熱源12用以均勻地加熱一樣品14的一第一端，致冷源13用以均勻地致冷樣品14的一第二端，以及熱像儀15用以量測樣品14的熱影像。舉例來說，樣品14可以是方形，例如金屬材料(metal materials), 半導(dǎo)體材料(semiconductor materials)、顯示面板(display panel)或太陽能面板 (solar cellpanel)，也可以是圓形，例如晶片(wafer)，或者是其他各式各樣形狀，例如陶瓷(ceramic)、藝術(shù)品或任何需量測的待測物，但不限于此。在某些實施例中，樣品14的熱影像包括紅外線熱影像，其中紅外線熱影像包括近紅外光(near-infrared，NIR)熱影像、 中紅外光(mid-infrared，MIR)熱影像和遠(yuǎn)紅外光(far-infrared，F(xiàn)IR)熱影像。此外，加熱源12和致冷源13用以使得樣品14的熱影像具有溫度梯度，其中加熱源12和致冷源13 設(shè)置在一第一軸方向，而熱像儀15設(shè)置在不同于第一軸方向的一第二軸方向，使得熱像儀 15可拍攝到樣品14的溫度梯度(即溫度傳導(dǎo)圖形)。舉例而言，第一軸方向垂直于第二軸方向，或第一軸方向與第二軸方向相差30°、45°或60°，但不限定于此。在此實施例中， 樣品的第一端不相鄰于樣品的第二端。在某些實施例中，樣品的第一端也可相鄰于樣品的第二端，但不限于此。一般而言，缺陷量測裝置11更包括一控制器16、一環(huán)境溫度和濕度控制腔17。舉例來說，控制器16用以控制加熱源12和致冷源13，使得加熱源12和致冷源13分別達(dá)到第一溫度和第二溫度。環(huán)境溫度和濕度控制腔17用以控制樣品14的環(huán)境溫度和濕度。此外，熱像儀15包括一熱影像擷取器18，用以擷取樣品14的熱影像。再者，熱像儀15并將所擷取的熱影像傳送至控制器16，控制器16則用以處理熱影像，并且分析熱影像，以便取得樣品內(nèi)部缺陷的相關(guān)資訊，以改良制作工藝。在某些實施例中，處理熱影像的步驟包括過濾雜訊以及對N個熱影像作疊加(image superposition)，但不限于此。舉例來說，控制器16 用以分析熱影像的缺陷(defect)、斷裂(crack)和應(yīng)力(stress)等等。在此實施例中，第一溫度不同于第二溫度。在某些實施例中，第一溫度可大于第二溫度。此外，在某些實施例中，缺陷量測裝置11包括兩個溫度產(chǎn)生器(未繪出)，用以分別在樣品14的第一端和第二端產(chǎn)生一第一溫度和一第二溫度，其中第一溫度不同于第二溫度，以便在熱影像中產(chǎn)生溫度梯度。舉例而言，兩個溫度產(chǎn)生器同時為加熱源或同時為致冷源。圖2是本發(fā)明實施例的缺陷量測方法。如圖所示，缺陷量測方法包括下列步驟。于步驟S21，建立N組溫度組，其中每組具有兩不同的溫度。于步驟S22，加熱樣品 14的一第一端，使得第一端達(dá)到第一組溫度的第一溫度。于步驟S23，致冷樣品14的一第二端，使得第二端達(dá)到第一組的第二溫度；于步驟S24，擷取樣品14的一第一熱影像。于步驟S25，判斷是否擷取N個熱影像，如果沒有擷取N個熱影像，則流程來到步驟S22，如果擷取N個熱影像，則流程來到步驟S26，處理熱影像，包括過濾雜訊以及對N個熱影像作疊加 (image superposition)。于步驟S27，分析熱影像，以便取得樣品14內(nèi)部缺陷的相關(guān)資訊， 舉例來說，分析熱影像的缺陷(defect)、斷裂(crack)和應(yīng)力(stress)等等，但不限于此。 圖2中的缺陷量測方法將于后續(xù)配合圖示詳加說明。在某些實施例中，缺陷量測裝置11中的致冷源13可由另一個加熱源所取代。此時，在步驟S22與S23中則分別將樣品14的第一端與第二端加熱至第一組溫度的第一溫度與第二溫度。在某些實施例中，缺陷量測裝置 11中的加熱源12可由另一個致冷源所取代。此時，在步驟S22與S23中則分別將樣品14 的第一端與第二端分別致冷至第一組溫度的第一溫度與第二溫度。在某些實施例中，也可先執(zhí)行步驟S23再執(zhí)行步驟S22，或同時執(zhí)行步驟S23與步驟S22。圖3是本發(fā)明實施例的缺陷量測方法的示意圖，用以說明缺陷量測方法。如圖所示，控制器16 (在圖3中未繪出)建立N組溫度組，使得加熱源12和致冷源13在不同的時間點(diǎn)(例如時間tl 時間t3)達(dá)到不同的溫度組，以便熱像儀15擷取不同時間點(diǎn)(例如時間tl 時間t3)(也等同于不同的溫度組)的熱影像。其中每一組溫度具有第一溫度和第二溫度，而第一溫度不同于第二溫度，在某些實施例中，第一溫度可大于第二溫度。此外， 第M組溫度的第一溫度可以等于、小于或大于其他組溫度(第M組以外的組溫度)的第一溫度、第M組溫度的第二溫度可以等于、小于或大于其他組(第M組以外的組溫度)第二溫度。舉例來說，當(dāng)樣品14具有缺陷35時，在時間tl時，控制器16控制加熱源12和致冷源13，使得樣品14的第一端和樣品14的第二端的溫度為分別為第一組溫度的第一溫度 (例如100°C )和第一組第二溫度(例如20°C )，以便熱像儀15擷取第一熱影像。在時間 t2時，控制器16控制加熱源12和致冷源13，使得樣品14的第一端和樣品14的第二端的溫度為分別為第二組溫度的第一溫度(例如200°C )和第二組第二溫度(例如20°C)，以便熱像儀15擷取第二熱影像。在時間t3時，控制器16控制加熱源12和致冷源13，使得樣品 14的第一端和樣品14的第二端的溫度為分別為第三組溫度的第一溫度(例如300°C )和第三組第二溫度(例如15°C )，以便熱像儀15擷取第三熱影像。在時間tN時，控制器16 控制加熱源12和致冷源13，使得樣品14的第一端和樣品14的第二端的溫度為分別為第N 組溫度的第一溫度和第N組第二溫度，以便熱像儀15擷取第N熱影像(未繪出)。當(dāng)熱像儀完成擷取N個熱影像時，控制器16處理N個熱影像得到熱影像34，并且分析熱影像34來了解樣品14的內(nèi)部的缺陷35。根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于缺陷量測裝置具有加熱源12和致冷源13，因此可以快速的產(chǎn)生熱影像的溫度梯度，也加速量測上的方便。此外，加熱源12和致冷源13為接觸式的加熱源和致冷源，使得樣品14的第一端和第二端具有穩(wěn)定溫度，因此樣品14的熱影像中具有明顯的溫度梯度。雖然本發(fā)明以較佳實施例發(fā)明如上，但并非用以限制本發(fā)明。此外，現(xiàn)有技術(shù)者應(yīng)能知悉本發(fā)明權(quán)利要求應(yīng)被寬廣地認(rèn)定以涵括本發(fā)明所有實施例及其變型。
權(quán)利要求
1.一種缺陷量測裝置，包括至少一加熱源，用以均勻地加熱一樣品的一第一端；至少一致冷源，用以均勻地致冷上述樣品的一第二端；以及熱像儀，用以量測上述樣品的熱影像；其中上述加熱源和上述致冷源，用以使得上述樣品的熱影像具有溫度梯度。
2.如權(quán)利要求1所述的缺陷量測裝置，還包括一控制器，用以控制上述加熱源和上述致冷源，使得上述加熱源和上述致冷源分別達(dá)到一第一溫度和一第二溫度。
3.如權(quán)利要求2所述的缺陷量測裝置，其中上述控制器控制上述熱像儀于上述加熱源和上述致冷源分別達(dá)到上述第一溫度和上述第二溫度時擷取上述樣品的熱影像。
4.如權(quán)利要求2所述的缺陷量測裝置，其中上述控制器用以處理上述樣品的熱影像， 并分析處理后的上述樣品的熱影像，以便取得上述樣品的缺陷資訊。
5.如權(quán)利要求1所述的缺陷量測裝置，其中上述熱像儀包括一熱影像擷取器，用以擷取上述樣品的熱影像。
6.如權(quán)利要求1所述的缺陷量測裝置，其中上述加熱源和上述致冷源設(shè)置在一第一軸方向，上述熱像儀設(shè)置在不同于上述第一軸方向的一第二軸方向。
7.如權(quán)利要求2所述的缺陷量測裝置，其中上述第一溫度不同于上述第二溫度。
8.如權(quán)利要求1所述的缺陷量測裝置，還包括一環(huán)境溫度和濕度控制腔，用以控制上述樣品的環(huán)境溫度和濕度。
9.如權(quán)利要求1所述的缺陷量測裝置，其中上述加熱源和上述致冷源各別為一接觸式加熱源和一接觸式致冷源。
10.一種缺陷量測方法，包括選擇性地加熱或致冷一樣品的一第一端，使得上述第一端達(dá)到一第一溫度；選擇性地致冷或加熱上述樣品的一第二端，使得上述第二端達(dá)到一第二溫度，其中上述第一溫度不同于上述第二溫度；擷取上述樣品的熱影像；以及分析上述樣品的上述熱影像。
11.如權(quán)利要求10所述的缺陷量測方法，還包括控制上述樣品的環(huán)境溫度。
12.如權(quán)利要求10所述的缺陷量測方法，還包括控制上述樣品的濕度。
13.如權(quán)利要求10所述的缺陷量測方法，其中上述分析上述樣品的熱影像還包括缺陷、斷裂和應(yīng)力分析。
14.一種缺陷量測裝置，包括至少二溫度產(chǎn)生器，用以均勻地使一樣品的一第一端和一第二端分別到達(dá)一第一溫度和一第二溫度，其中上述第一溫度不同于上述第二溫度；以及熱像儀，用以量測上述樣品的熱影像；其中上述溫度產(chǎn)生器，用以使得上述樣品的熱影像具有溫度梯度。
15.如權(quán)利要求14所述的缺陷量測裝置，還包括一控制器，用以處理上述樣品的熱影像，并分析處理后的上述熱影像，以便取得上述樣品的缺陷資訊。
16.如權(quán)利要求14所述的缺陷量測裝置，其中上述溫度產(chǎn)生器設(shè)置在一第一軸方向， 上述熱像儀設(shè)置在不同于上述第一軸方向的一第二軸方向。
全文摘要
本發(fā)明公開一種缺陷量測裝置和缺陷量測方法，該缺陷量測裝置包括至少一加熱源，用以均勻地加熱一樣品的一第一端；至少一致冷源，用以均勻地致冷樣品的一第二端；以及一熱像儀，用以量測樣品的熱影像；其中加熱源和致冷源用以使得樣品的熱影像具有溫度梯度。
文檔編號G01J5/00GK102565130SQ20101060953
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者彭保仁, 柯心怡, 溫博浚, 陳政憲 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院