本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)品的基板與半導(dǎo)體部件之間的線連接的缺陷分析的檢查系統(tǒng)和方法,檢查系統(tǒng)包括第一投影裝置、線掃描相機(jī)以及處理裝置,第一投影裝置具有至少一個(gè)狹縫投影元件,狹縫投影元件能夠?qū)⒐庀锻队爸辆€連接的線上,通過線掃描相機(jī)在垂直于,優(yōu)選地正交于基板表面延伸的線掃描相機(jī)的檢測平面中可檢測通過線反射的光隙的光,通過處理裝置從線掃描相機(jī)的多個(gè)線掃描圖像信息可導(dǎo)出產(chǎn)品的分析圖像信息。
背景技術(shù):
利用上述的檢查系統(tǒng)以及利用用于線連接的缺陷分析的方法,針對可能的缺陷分析通過所謂的線鍵合產(chǎn)生的線連接和鍵合。半導(dǎo)體部件可為集成電路,如芯片,或分立式半導(dǎo)體部件,如晶體管或發(fā)光二極管,半導(dǎo)體部件通過線或鍵合線連接至基板的端面。通過從現(xiàn)有技術(shù)充分了解的方法(如TC、TS或US焊接),基板的端面可被連接至半導(dǎo)體部件的端面。所用的線通常由金、鋁、銀或銅制成,且可具有10-500微米的直徑。所謂的細(xì)線具有10-20微米的直徑且允許端面的窄結(jié)構(gòu)以及由此的尤其高的封裝密度。然而,當(dāng)通過線鍵合產(chǎn)生此種線連接時(shí),可能發(fā)生缺陷,如相鄰線接觸或線端未與端面接觸。因此,針對缺陷光分析相應(yīng)的產(chǎn)品及線連接。
從現(xiàn)有技術(shù)已知方法,其中通過視頻相機(jī)拍攝基板與半導(dǎo)體部件之間的線連接的圖像并對圖像進(jìn)行處理。照亮待被分析的產(chǎn)品,并對視頻相機(jī)捕捉的圖像信息進(jìn)行處理以識(shí)別各個(gè)線連接并針對缺陷分析圖像信息。例如,已知線連接由矩陣相機(jī)分別處理,在基板上的多個(gè)線連接和半導(dǎo)體部件的情況下,這是相對耗時(shí)的且因此是高成本的。此外,已知通過線掃描相機(jī)在一次通過中完全地掃描具有半導(dǎo)體部件和各個(gè)線連接的基板。在此情況下,利用來自兩個(gè)方向上的斜入射光照亮產(chǎn)品上的線掃描相機(jī)的檢測區(qū)域,每個(gè)方向平行于線掃描相機(jī)的長度方向。這樣,應(yīng)該可以避免來自線連接的線或半導(dǎo)體部件的陰影,正如在使用單個(gè)入射光的情況下發(fā)生的那些陰影。由于陰影,在重疊線連接的情況下,僅使用入射光是不合適的。
然而,為了實(shí)現(xiàn)尤其可靠的測量結(jié)果,可能地也為了檢測不同類型的缺陷,在用于缺陷分析的已知方法中,仍需要在檢查系統(tǒng)處進(jìn)行產(chǎn)品的多次通過或掃描。在多次通過的情況下,關(guān)于采集的圖像信息的圖像處理的問題是可靠地識(shí)別各個(gè)線連接并可能地將圖像信息彼此相關(guān)聯(lián)。由于因此所需的在檢查系統(tǒng)處的產(chǎn)品的通過以及采集的數(shù)據(jù)的量,這是相當(dāng)耗時(shí)的,且因此伴隨著高成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的目的在于提供允許可靠且快速的缺陷分析的用于線連接的缺陷分析的檢查系統(tǒng)和方法。
通過具有下述特征的檢查系統(tǒng)以及具有下述特征的方法實(shí)現(xiàn)此目的。
根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)品的基板與半導(dǎo)體部件之間的線連接的缺陷分析的檢查系統(tǒng)包括:第一投影裝置、線掃描相機(jī)以及處理裝置。第一投影裝置具有至少一個(gè)狹縫投影元件,狹縫投影元件能夠?qū)⒐庀锻队爸辆€連接的線上,通過線掃描相機(jī)在垂直于,優(yōu)選地正交于基板表面延伸的線掃描相機(jī)的檢測平面中可檢測通過線反射的光隙的光,通過處理裝置從線掃描相機(jī)的多個(gè)線掃描圖像信息可導(dǎo)出產(chǎn)品的分析圖像信息,其中,狹縫投影元件關(guān)于線掃描相機(jī)以光隙可被投影至產(chǎn)品上以在檢測平面中延伸的方式而被布置,檢查系統(tǒng)包括第二投影裝置,第二投影裝置具有至少一個(gè)照明元件,照明元件能夠?qū)⒙涔馔队爸廉a(chǎn)品上,通過線掃描相機(jī)在檢測平面中可檢測通過產(chǎn)品反射的漫射光的光。
特別地,因?yàn)楣庀犊杀煌队爸辆€上以在檢測平面中延伸,可從斜上方基本僅在檢測平面中照亮位于檢測平面中的線,即,以光隙作為入射光。線掃描相機(jī)因此也聚焦于線,這意味著可以很好地檢測到線。這樣,在分析圖像信息的后續(xù)圖像處理中顯著地改進(jìn)線的檢測并避免誤差變得可能。在處理裝置中將線掃描相機(jī)的多個(gè)一維線掃描圖像信息組合或放在一起,以形成二維分析圖像信息。因此,利用檢查系統(tǒng),通過關(guān)于檢查系統(tǒng)移動(dòng)產(chǎn)品,可通過線掃描相機(jī)掃描產(chǎn)品。光隙優(yōu)選地關(guān)于基板或半導(dǎo)體部件垂直地延伸,且至少在光隙的橫切面的縱向方向上定向或準(zhǔn)直光隙。通過因此改進(jìn)的線連接的檢測,產(chǎn)品在低至一次的通過或掃描中經(jīng)受可靠的缺陷分析變得可能。
此外,通過照明元件,漫射且同質(zhì)的光可被投影至產(chǎn)品上,線掃描相機(jī)能夠在檢測平面中捕捉漫射光的反射光。這樣,通過處理裝置,通過圖像處理確定半導(dǎo)體部件在基板上的位置以及線連接或線的相對位置變得可能。此外,通過光隙的定向光,利用漫射光也可照亮可能的陰影,且因此捕捉并檢測到該可能的陰影。利用檢查系統(tǒng),在產(chǎn)品的各次通過中通過照明元件或第二投影裝置可利用漫射光照亮產(chǎn)品,或在僅一次通過中也可和光隙的投影一起照亮產(chǎn)品。
可選地,除了原始的線掃描相機(jī)之外,可應(yīng)用接觸圖像傳感器(CIS)或面掃描相機(jī),其中,與線掃描相機(jī)的情況一樣,使用僅一個(gè)或一些線。
可垂直于產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)的方向布置線掃描相機(jī),然后檢測平面平行或垂直于線延伸。這樣,在線掃描相機(jī)的單個(gè)捕捉中或在線掃描相機(jī)的線掃描圖像信息中大體完整地或至少部分地檢測線變得可能。因此,在此情況下,當(dāng)產(chǎn)品通過檢查系統(tǒng)時(shí),垂直于產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)的方向布置待被檢查的線。在此情況下,例如,可以提供產(chǎn)品關(guān)于線掃描相機(jī)與線或線連接的長度對準(zhǔn)。例如,如果產(chǎn)品并不僅具有平行的線連接,還具有90度偏移的線連接,那么還可提供,產(chǎn)品關(guān)于線掃描相機(jī)在相應(yīng)調(diào)整的對準(zhǔn)處在檢查系統(tǒng)中的兩次通過。
可關(guān)于線掃描相機(jī)平行地布置狹縫投影元件,且狹縫投影元件可具有布置在產(chǎn)品與線掃描相機(jī)之間的檢測平面內(nèi)的部分透明鏡,且通過部分透明鏡,光隙可被偏轉(zhuǎn)至檢測平面中。因此,通過部分透明鏡或半透明鏡,光隙被耦合至檢測平面中,且線掃描相機(jī)因此在相同的平面中觀察產(chǎn)品或基板表面。這樣,基板的表面可被照亮,然而線或鍵合線趨于顯得昏暗,因?yàn)榫€的反射表面立即將光隙的光反射至另一方向。線的平行于線掃描相機(jī)及狹縫照明的區(qū)域僅為可將光隙的部分直接反射至線掃描相機(jī)的區(qū)域。然而,由于線通常橋接端面之間的距離,像弧一樣,因此僅對狹縫照明的極其小的部分,直接反射是可能的。這意味著,除了通過照明元件獲得的圖像信息之外,可生成并獲得線的負(fù)像。
可選地或額外地,可關(guān)于線掃描相機(jī)橫向垂直地布置狹縫投影元件作為另一狹縫投影元件,且可以以半導(dǎo)體部件未被光隙照亮的方式將光隙投影至線上。在此情況下,可在線掃描相機(jī)的縱向端處布置狹縫投影元件。這樣,也確保光隙在檢測平面內(nèi)延伸。還可從上方側(cè)向地將光隙投影至線上。因此,光隙關(guān)于線掃描相機(jī)與線掃描相機(jī)平齊地延伸,并垂直或正交于運(yùn)動(dòng)的方向。光隙僅在檢測平面內(nèi)延伸且可因此被投影至相機(jī)的側(cè)向旁邊的產(chǎn)品上的事實(shí)提供不利用光隙照亮半導(dǎo)體部件,且若可以,也不照亮基板,而保持它們不發(fā)光的選項(xiàng)。由于這意味著至少半導(dǎo)體部件未被光隙照亮,在產(chǎn)品的分析圖像信息及捕捉的圖像中,半導(dǎo)體部件將基本根本不會(huì)顯現(xiàn)或關(guān)于被光隙直接照亮的線以高對比度為明顯昏暗的。
有利地,狹縫投影元件可具有至少一個(gè)篩選遮蔽件,該篩選遮蔽件用于為半導(dǎo)體部件,以及若適用,為基板阻隔光隙。光隙可關(guān)于產(chǎn)品的表面以銳角α被投影至線上。篩選遮蔽件因此允許限定光隙以便光隙僅射中線,或若適用,射中基板??商峁M縫投影元件關(guān)于產(chǎn)品的表面的高度和篩選遮蔽件的高度均為可調(diào)的。此外,狹縫投影元件可具有另一篩選遮蔽件,用于阻隔光隙與線掃描相機(jī)以便防止光隙的光落入線掃描相機(jī)。如果狹縫投影元件及篩選遮蔽件為可變地可調(diào)的,對于不同的產(chǎn)品,可調(diào)整檢查系統(tǒng)和狹縫投影元件,使得檢查系統(tǒng)可靈活地應(yīng)用于這些產(chǎn)品。例如,當(dāng)調(diào)整狹縫投影元件時(shí),可以以光隙以角度α入射至線及基板上而不會(huì)可見地照亮半導(dǎo)體部件的方式布置篩選遮蔽件或狹縫投影元件本身。
狹縫投影元件可具有光學(xué)元件的集合、孔徑光闌和/或光引導(dǎo)組件,且光隙可為準(zhǔn)直的光隙。例如,光學(xué)元件可為一個(gè)或多個(gè)透鏡或柱面透鏡??讖焦怅@可為狹縫狀以匹配光隙的形狀,然而也可想到其他孔徑光闌和孔徑光闌與光學(xué)元件的組合。此外,可提供光引導(dǎo)組件,其可由呈狹縫形的單個(gè)光引導(dǎo)件組成或由以狹縫形布置的多個(gè)光纖組成。例如,發(fā)光二極管可用作光源。例如,可提供用于將光耦合至光引導(dǎo)組件的發(fā)光二極管或串聯(lián)布置的多個(gè)發(fā)光二極管。光引導(dǎo)組件的使用是尤其有利的,優(yōu)點(diǎn)在于光源將以較大的距離布置且因此可在線掃描相機(jī)旁邊和/或平行于線掃描相機(jī)的區(qū)域中并因此以簡單可調(diào)或可定位的方式形成相當(dāng)小的狹縫投影元件。
照明元件可具有弧形散光器,弧形散光器可關(guān)于線掃描相機(jī)橫向平行地布置,并正交于產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)的方向。如果散光器為弧形,可尤其好地將散光器調(diào)整為線的形狀,允許用于線掃描相機(jī)的捕捉的線的改進(jìn)照明。此外,這也確保避免線或半導(dǎo)體部件的部件邊緣的可能陰影,因?yàn)橥ㄟ^弧形散光器可從多側(cè)照亮線和半導(dǎo)體部件。這也是特別有利的,尤其在存在多個(gè)重疊的線連接時(shí),如在具有以高度偏移的端面的芯片上。散光器的弧形形狀還允許散光器非常近地靠近待被分析的產(chǎn)品區(qū)域或半導(dǎo)體部件。如果產(chǎn)品或半導(dǎo)體部件已被安裝在殼體中,或如果半導(dǎo)體部件已被安裝在芯片封裝中,通過將弧形散光器至少部分地移動(dòng)至殼體內(nèi)或?qū)⒒⌒紊⒐馄鞑贾糜谄渲?,可使得漫射光緊挨著線連接。這樣,也可以避免殼體的可能陰影。散光器還可設(shè)有光闌或孔徑,其以基板或半導(dǎo)體基本未被點(diǎn)亮的方式實(shí)現(xiàn)。此外,可以實(shí)現(xiàn)弧形散光器或照明元件以便其是以這樣的方式可調(diào)的:在檢查系統(tǒng)上移動(dòng)弧形散光器且在不同情況下將弧形散光器調(diào)整為待被檢查的產(chǎn)品的幾何形狀。
此外,照明元件可具有平面散光器,且平面散光器可關(guān)于產(chǎn)品平行地布置。這樣,可利用漫射光直接從上方,即關(guān)于產(chǎn)品或基板正交地,額外照亮產(chǎn)品或基板。借此,可獲得其他獨(dú)立信息。
照明元件可具有按照弧形和/或平面布置的光引導(dǎo)組件或發(fā)光二極管。例如,光引導(dǎo)組件可為單個(gè)光引導(dǎo)件或成束的光纖,通過發(fā)光二極管,光被耦合至成束的光纖中的每個(gè)。實(shí)質(zhì)的方面在于,當(dāng)使用光纖時(shí),也可離實(shí)際的照明元件遠(yuǎn)程地布置光源,這使得照明元件緊湊且簡單可調(diào)。取決于光引導(dǎo)組件或發(fā)光二極管的設(shè)計(jì),可以僅與平面或弧形散光器(如散光板或膜)一起分別平面和/或弧形地使用它們。
照明元件和/或狹縫投影元件可發(fā)出在紅、綠和藍(lán)(RGB)、紅外線(IR)和/或紫外線(UV)的波長范圍中的光。因此,特別地,使用可見范圍中的多色光(所謂的白光)用于照明變得可能。還可提供,隨意選擇光的顏色部分以混合特定的波長范圍。例如,藍(lán)光和黃光適于照明材料金,借此,通過線掃描相機(jī)將特別簡單地可檢測由金構(gòu)成的線。取決于用于基板、用于半導(dǎo)體部件以及用于各個(gè)端面的材料,可實(shí)現(xiàn)高顏色對比度。同樣,因此可在產(chǎn)品的單次通過中與產(chǎn)品相對于檢查系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)同步地、或以串行時(shí)鐘的方式彼此分離地操作照明元件和狹縫投影元件。還可想到,照明元件和/或狹縫投影元件具有偏振濾光器。
在檢查系統(tǒng)的有利實(shí)施例中,通過線掃描相機(jī)可檢測到基本色,且通過處理裝置,從線掃描圖像信息的顏色值可導(dǎo)出關(guān)于產(chǎn)品的表面的信息。因此,線掃描相機(jī)不僅可檢測灰度值,還具有至少兩行或三行平行的像素用于檢測基本色:紅、綠和藍(lán)。特別地,如果利用不同的基本色照亮產(chǎn)品,可特別好地分開基本色,即可發(fā)生利用不同顏色的同時(shí)照明。此外,通過線掃描圖像信息的顏色值,至少可導(dǎo)出關(guān)于產(chǎn)品的表面的信息。例如,所述信息可為材料信息或關(guān)于表面屬性的信息。
優(yōu)選地,第一投影裝置可具有第二狹縫投影元件,第二投影裝置可具有第二照明元件,且可關(guān)于線掃描相機(jī)同軸地布置第一和第二狹縫投影元件以及第一和第二照明元件。特別地,可因此特別快速地分析在它們周圍接觸的半導(dǎo)體,如芯片或裸晶粒,因?yàn)榭赏瑫r(shí)地照亮半導(dǎo)體的兩個(gè)平行的縱向邊,其中每條邊具有線連接。此外,關(guān)于線掃描相機(jī)的同軸布置導(dǎo)致線連接和產(chǎn)品的均勻照明。
檢查系統(tǒng)還可具有另一線掃描相機(jī),可平行于線掃描相機(jī)或第一線掃描相機(jī)布置該另一線掃描相機(jī)。平行地布置的另一線掃描相機(jī)因此允許檢測線掃描圖像信息并與第一線掃描相機(jī)同時(shí)地導(dǎo)出產(chǎn)品的分析圖像信息。因此,另一線掃描相機(jī)具有另一檢測平面,另一檢測平面與檢測平面或第一檢測平面在待被分析的產(chǎn)品或線的區(qū)域中相交,這意味著,可不再正交于產(chǎn)品的表面或基板表面布置另一檢測平面。例如,因此還可通過另一線掃描相機(jī),通過三角測量確定線或半導(dǎo)體部件關(guān)于產(chǎn)品的表面或基板表面的高度信息。
此外,安全地檢測重疊的線也變得可能。由于另一線掃描相機(jī)的平行捕捉,任意可能出現(xiàn)的陰影對于分析的結(jié)果具有少許重要性。
在根據(jù)本發(fā)明的使用檢查系統(tǒng)的用于產(chǎn)品的基板與半導(dǎo)體部件之間的線連接的缺陷分析的方法中,檢查系統(tǒng)包括第一投影裝置、線掃描相機(jī)以及處理裝置,第一投影裝置具有至少一個(gè)狹縫投影元件,狹縫投影元件能夠?qū)⒐庀锻队爸辆€連接的線上,通過線掃描相機(jī)在垂直于,優(yōu)選地正交于基板表面延伸的線掃描相機(jī)的檢測平面中檢測通過線反射的光隙的光,通過處理裝置,從線掃描相機(jī)的多個(gè)線掃描圖像信息導(dǎo)出產(chǎn)品的分析圖像信息,其中光隙被投影至產(chǎn)品上以在檢測平面內(nèi)延伸,檢查系統(tǒng)包括第二投影裝置,第二投影裝置具有至少一個(gè)照明元件,通過照明元件,漫射光被投影至產(chǎn)品上;通過線掃描相機(jī)檢測平面中檢測通過產(chǎn)品反射的漫射光的光。
關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法的有益效果,參考根據(jù)本發(fā)明的檢查系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)的描述。
通過處理裝置,在產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)的方向上,可將偏移疊加至線掃描相機(jī)的多個(gè)線掃描圖像信息上,且偏移可小于線掃描相機(jī)的物理圖像分辨率。當(dāng)通過檢查系統(tǒng)掃描產(chǎn)品時(shí),產(chǎn)品可在第一位置中被狹縫投影元件和/或照明元件照亮,且然后產(chǎn)品可被移動(dòng)至相對于線掃描相機(jī)的第二位置以及后續(xù)位置,類似于第一位置檢測線掃描圖像信息。這樣,可進(jìn)行產(chǎn)品的整個(gè)表面或僅產(chǎn)品的線連接的掃描,產(chǎn)品或線連接因此可被投影裝置完全照亮。可提供,第一位置與第二位置和后續(xù)位置之間的偏移遵循至少三分之一像素的重疊。如果線具有18微米的直徑,那么例如,產(chǎn)品可以以2微米的步進(jìn)從第一位置移動(dòng)至各個(gè)后續(xù)位置,這意味著,可實(shí)現(xiàn)3-8微米的相應(yīng)圖像或分析圖像信息的分辨率。這樣,可獲得全分辨率或分析圖像信息,可能未檢測到的圖像區(qū)域低于線掃描相機(jī)的可能分辨率。此外,也可以在一次掃描中檢測任意數(shù)量的n個(gè)彩色圖像,n個(gè)彩色圖像表示n種信息可能性。在此上下文中,作為待被檢查的產(chǎn)品特征的函數(shù),在照明水平、光色、照明角度以及照明技術(shù)方面,可相應(yīng)地采取變型。
可關(guān)于線掃描相機(jī)在產(chǎn)品的X軸和/或Y軸的方向上移動(dòng)產(chǎn)品一次,且可光掃描產(chǎn)品,并可獲得與投影裝置相關(guān)聯(lián)的分析圖像信息。取決于線連接的布置,可在X軸的方向上移動(dòng)產(chǎn)品,且若必要時(shí),隨后關(guān)于線掃描相機(jī)在Y軸的方向上移動(dòng)產(chǎn)品一次。這可成為可能,尤其在于投影裝置和線掃描相機(jī)可被同步,同步允許分析圖像信息被關(guān)聯(lián)。這樣,產(chǎn)品的缺陷分析可被限于產(chǎn)品的表面或線連接的一次掃描,且因此可被顯著地縮短或簡化。
此外,可在產(chǎn)品的Z軸的至少兩個(gè)平面中光掃描產(chǎn)品。由于線連接或線通常以弧形直立地布置在產(chǎn)品的表面上,可能需要改變線掃描相機(jī)的焦點(diǎn)以完全地捕捉線或改變線掃描相機(jī)與產(chǎn)品之間的距離以實(shí)現(xiàn)線的完全清晰的圖像。取決于線關(guān)于表面或在Z軸延伸的高度,可在Z軸的至少兩個(gè)平面中掃描產(chǎn)品或涉及線連接的區(qū)域。
為了能夠盡可能快速地進(jìn)行產(chǎn)品或線連接的缺陷分析,可按照時(shí)序?qū)⑼队把b置的光束或光投影至產(chǎn)品上,且線掃描相機(jī)可與投影裝置同步。例如,可在X軸的方向上將產(chǎn)品移動(dòng)至線掃描相機(jī)之下,首先通過第一投影裝置或狹縫投影元件,照亮產(chǎn)品的表面的檢查區(qū)域,以在第一位置中檢測線的幾何位置,線掃描相機(jī)捕捉表面區(qū)域的圖像信息。通過幀捕獲器,可以由處理裝置處理并存儲(chǔ)圖像信息。隨后,可由第二投影裝置或照明元件照亮表面區(qū)域,且可由線掃描相機(jī)登記并由處理裝置處理相應(yīng)的圖像信息,如材料信息。在第二投影裝置的情況下,也可提供,利用基本色紅、綠和藍(lán)中的光依次照亮表面區(qū)域,線掃描相機(jī)能夠彼此分離地登記基本色。這意味著,對于第一位置的表面區(qū)域,可串行地登記一系列不同的圖像信息。為此,將必須同步線掃描相機(jī)與投影裝置。例如,如果通過第二投影裝置將紅光投影至產(chǎn)品上,可提供,由線掃描相機(jī)在投影的持續(xù)時(shí)間內(nèi)登記紅光??蛇x地,線掃描相機(jī)彼此分離地或一起登記基本色也是可能的,但圖像信息與各個(gè)照明情況的關(guān)聯(lián)總是可能的。特別地,如果對于一個(gè)位置,依次或串行地登記基本色,則可獲得產(chǎn)品的全分辨率圖像或分析信息。
通過處理裝置,可從由線的表面反射的光束的分布獲得線的高度信息和/或幾何信息??梢砸蕴幚硌b置可從由產(chǎn)品或線的表面反射的狹縫投影元件的光隙的分布獲得光隙在產(chǎn)品或線的表面上的相對位置的方式配置處理裝置。例如,處理裝置可基于光密度的正常分布從產(chǎn)品或線的反射圖像獲得線的幾何信息。這樣,可確定線的表面上的光密度的正常分布的密度函數(shù)的最大值或最大,同樣,從中也可導(dǎo)出高度信息。可選地,也可以借助于平行于線掃描相機(jī)或第一線掃描相機(jī)布置的第二線掃描相機(jī)通過三角測量獲得線的高度信息。
特別地,可提供,通過處理裝置,在色調(diào)、亮度和/或飽和度的方面分析由產(chǎn)品反射的同質(zhì)或漫射光的光。這樣,處理裝置可在色調(diào)、飽和度以及顏色空間中的值(HSV、HSL、HSB)的方面單獨(dú)地分析分析圖像信息或RGB顏色圖像信息。特別地,圖像信息也可用于分析材料類型及分布,因?yàn)椴煌牟牧暇哂胁煌腍、S和V值。顏色空間可被選為待被分析的材料的函數(shù),且RGB顏色空間可被用作基礎(chǔ)。
因此,可通過處理裝置,從第二投影裝置獲得的分析圖像信息確定產(chǎn)品的材料和/或材料屬性。
如果通過處理裝置疊加并評(píng)估與投影裝置相關(guān)聯(lián)的分析圖像信息,則可獲得關(guān)于產(chǎn)品的材料和結(jié)構(gòu)的其他信息。利用分析圖像信息的組合,如在高動(dòng)態(tài)范圍圖像(HDRI)的情況下,例如,可實(shí)現(xiàn)較高的對比度改進(jìn),還可分析產(chǎn)品的表面上的材料混合。特別地,可因此以組合的方式檢查具有非常弱的對比度的表面。例如,利用不同的亮度或以不同的照明水平記錄并通過處理裝置的圖像處理組合線連接的區(qū)域的至少兩個(gè)分析圖像記錄??蛇x地,通過狹縫投影元件和照明元件可進(jìn)行順序的照明。在此情況下,在僅狹縫投影元件的照明下記錄第一線掃描圖像信息或分析圖像信息,以及在僅照明元件的照明下記錄第二線掃描圖像信息或分析圖像信息。隨后通過圖像處理組合各個(gè)分析圖像信息。這樣,不僅可識(shí)別線連接的位置,還可識(shí)別端面的位置。
此外,在缺陷分析的過程中,可通過處理裝置比較分析圖像信息與參考圖像信息。產(chǎn)品或各個(gè)線連接的參考圖像信息可包括產(chǎn)品的CAD數(shù)據(jù)和材料分布數(shù)據(jù)。通過圖像處理可發(fā)生比較,且在不同的情況下可分別地單獨(dú)分析用于產(chǎn)品的不同結(jié)構(gòu)和線的布置的差異圖像。此外,例如,可組合材料信息和高度信息以清楚地識(shí)別線。因此,參考圖像信息可包括產(chǎn)品的所有幾何數(shù)據(jù)、材料信息、部件信息以及高度信息。如果分析圖像信息偏離參考圖像信息,則可以信號(hào)通知缺陷。然而,例如,如果定義了允許線連接距參考位置的幾何偏差的容差范圍,則這并非絕對必須的。這樣,只要避免了短路,相鄰的線連接就可在容差范圍內(nèi)彼此靠近或彼此遠(yuǎn)離。差異圖像的此檢查因此需要分析圖像信息與參考圖像信息的清楚關(guān)聯(lián)。然而,原則上,分析圖像信息與參考圖像信息的比較并非必須的。例如,如果各個(gè)線連接在定義的容差范圍內(nèi)彼此靠近,則對于缺陷分析,簡單地檢測各個(gè)線連接的位置并信號(hào)化缺陷已是足夠的。
從反向引用裝置權(quán)利要求的從屬權(quán)利要求的特征描述中,本方法的其他有利實(shí)施例變得明顯。
附圖說明
下文中,將參考附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,其中:
圖1在前視圖中示出檢查系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖;
圖2在前視圖中示出檢查系統(tǒng)的示意圖;
圖3在側(cè)視圖中示出檢查系統(tǒng)的示意圖;
圖4在側(cè)視圖中示出檢查系統(tǒng)的示意圖;
圖5在俯視圖中示出檢查系統(tǒng)的示意圖;
圖6示出照明元件的透視圖;以及
圖7示出狹縫投影元件的透視圖。
附圖標(biāo)記
10 檢查系統(tǒng)
11 線連接
12 產(chǎn)品
13 基板
14 表面
15 半導(dǎo)體部件
16 半導(dǎo)體部件
17 芯片
18 端面
19 端面
20 表面
21 線
22 線
23 殼體
24 第一投影裝置
25 狹縫投影元件
26 第二投影裝置
27 照明元件
28 線掃描相機(jī)
29 支持件
30 光引導(dǎo)組件
31 狹縫
32 孔徑光闌
33 光隙
34 屏幕屏蔽件
35 殼體
36 散光器
37 塑料膜
38 箭頭
39 檢測平面
40 運(yùn)動(dòng)的路徑
41 區(qū)域
42 分析區(qū)域
43 狹縫投影元件
44 棱鏡組件
45 鏡子
46 光隙
47 殼體
具體實(shí)施方式
圖1-7的組合視圖示出用于產(chǎn)品12的線連接11的缺陷分析的檢查系統(tǒng)10。產(chǎn)品12包括基板13,在基板的表面14上,兩個(gè)半導(dǎo)體部件15和16以一個(gè)在另一個(gè)之上的方式布置。半導(dǎo)體部件15和16形成芯片17。線連接11與連接端面18和19的線21和22一起形成在基板13的表面14上的端面18與芯片17或半導(dǎo)體部件15和16的表面20上的端面19之間。產(chǎn)品12已被插入殼體23中。
檢查系統(tǒng)10包括:具有兩個(gè)狹縫投影元件25的第一投影裝置24、具有兩個(gè)照明元件27的第二投影裝置26、線掃描相機(jī)28以及用于處理通過線掃描相機(jī)28獲得的線掃描圖像信息的處理裝置(未示出)。以線掃描相機(jī)28可登記基本色的方式配置線掃描相機(jī)28。為簡單起見,圖1和2彼此分離地分別示出第一投影裝置24和第二投影裝置26。
狹縫投影元件25具有具有光引導(dǎo)組件30的支持件29。光引導(dǎo)組件30由光纖組成,光纖成束地通向支持件29且以在此示出的狹縫31的形狀布置。支持件29還形成用于形成光隙33的孔徑光闌32。為此所需的光被耦合至光纖(未示出)。此外,篩選遮蔽件34被布置在支持件29上,其限定大體準(zhǔn)直的光隙33。
照明元件27具有殼體35以及弧形散光器36。散光器36由塑料膜37形成。發(fā)光二極管(未示出)布置在殼體35內(nèi),且基本色(RGB)中的漫射同質(zhì)光可由照明元件27經(jīng)由散光器36照射至產(chǎn)品12上。
線掃描相機(jī)28布置在產(chǎn)品12之上,產(chǎn)品12可在箭頭38的方向上相對于線掃描相機(jī)28移動(dòng)。是產(chǎn)品12移動(dòng)還是檢查系統(tǒng)10移動(dòng)基本上是不重要的。線掃描相機(jī)28形成檢測平面39,檢測平面正交于基板13的表面14延伸,但,原則上,檢測平面還可垂直于表面14布置在其偏離中。沿著運(yùn)動(dòng)的路徑40遍及檢測平面39充分地移動(dòng)產(chǎn)品12以便線掃描相機(jī)28可光掃描產(chǎn)品12。同軸于線掃描相機(jī)28布置狹縫投影元件25和照明元件27中的每個(gè)。通過狹縫投影元件25生成的光隙33僅在檢測表面39內(nèi)延伸且隨后被疊加至檢測表面39。通過狹縫投影元件25的布置并借助于篩選遮蔽件34以阻隔光隙33與芯片17且光隙33照亮線21和22以及部分基板13的方式布置并形成光隙33。為此,光隙33關(guān)于基板13的表面14以角度α投影至線21和22上。這意味著,芯片17未被光隙33照亮或僅被光隙33最低限度地照亮。此外,在線21和22之下的基板13的區(qū)域41也未被光隙33照亮。表面20和區(qū)域40因此顯得非?;璋?,這意味著在線掃描圖像信息或分析圖像信息的后續(xù)處理中可尤其可靠并快速地識(shí)別線21和22。
相對于芯片17相對緊密地布置照明元件27以便漫射光允許從所有側(cè)光照亮線21和22。還關(guān)于基板13的表面14以傾斜的方式布置照明元件27。取決于照明元件27的發(fā)光二極管中的哪個(gè)被激活,可生成多色或單色同質(zhì)光。歸因于散光器36的布置,防止陰影的形成(這可能使得分析圖像信息的圖像處理更困難)變得可能。線掃描相機(jī)28、照明元件27以及狹縫投影元件25是可調(diào)的,即,在它們關(guān)于產(chǎn)品12的距離和傾斜度的方面,可隨意改變或固定它們。這樣,靈活地分析具有不同幾何形狀和維度的多個(gè)產(chǎn)品變得可能。
圖4示出第一投影裝置24的狹縫投影元件43,其本身可為第一投影裝置24的部分,也可與狹縫投影元件25一起為第一投影裝置24的部分,反之亦然。狹縫投影元件43關(guān)于線掃描相機(jī)28平行地布置且具有桿狀棱鏡組件44,桿狀棱鏡組件44形成部分透明鏡45。棱鏡布置44布置在線掃描相機(jī)28與產(chǎn)品12之間的檢測平面39內(nèi)。在此情況下,平行于產(chǎn)品12延伸并完全填充檢測平面39的寬度的光隙46從具有第一投影裝置24的光源(未示出)的殼體47投影至棱鏡組件44上。通過部分透明鏡45,光隙46被偏轉(zhuǎn)90度并被耦合至檢測平面39。線掃描相機(jī)28可通過部分透明鏡45檢測光隙46在產(chǎn)品12上的總反射。線21和22因此顯得非?;璋?,這意味著在線掃描圖像信息或分析圖像信息的后續(xù)處理中可尤其可靠并快速地識(shí)別它們。
當(dāng)線連接11被掃描時(shí),檢測平面39可被限于分析區(qū)域42,分析區(qū)域至少包圍線連接11且大體上并未延伸超出其外。這樣,可進(jìn)行甚至更快速的缺陷分析。在產(chǎn)品12的第一次通過或掃描中,以3微米的步進(jìn)將產(chǎn)品12從第一位置移動(dòng)至第二位置并進(jìn)一步移動(dòng)至最終位置,通過線掃描相機(jī)28,在每個(gè)位置登記線掃描圖像信息。通過第一投影裝置24直接照亮分析區(qū)域42,且隨后或之前,通過第二投影裝置26照亮分析區(qū)域42,在不同的情況下記錄線掃描圖像信息。處理裝置通過疊加從各個(gè)位置的多個(gè)線掃描圖像信息形成產(chǎn)品12的分析圖像信息。通過在產(chǎn)品12的X軸的方向上的掃描,首先分析平行于線掃描相機(jī)28延伸的線21和22,在隨后的掃描中90度旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品12以便分析接著平行于線掃描相機(jī)28延伸的線21和22。因此,首先沿著它的X軸掃描產(chǎn)品12,隨后沿著它的Y軸掃描產(chǎn)品12。這樣,例如,通過線掃描相機(jī)28以較低的分辨率,通過疊加各個(gè)位置的距離和線掃描圖像信息以記錄線掃描圖像信息,從而識(shí)別具有18微米的直徑的相對細(xì)的線21和22變得可能。然而,在線21和22的縱向方向上,通過線掃描圖像信息的疊加的線掃描相機(jī)28的改進(jìn)分辨率并非必須的。因此可掃描垂直于檢測平面39延伸的線21和22而無需線掃描圖像信息的疊加,這將更進(jìn)一步地加速缺陷分析。