用于帶引線的集成電路的三維檢測制造技術

本發明專利技術涉及一種光學檢測系統，該系統用于檢測具有帶引線的ＩＣ元件形式的對象，其中，對象（１０）被定位為與基準（１）的開孔（２）是重疊關系，并被橫向的漫射光源（３）所照射，從而通過開孔（２）在幾個投影方向對參考邊（１２）的參考輪廓和對象（１０）的輪廓圖像進行投影。提供了光學側面棱鏡（５）和中央棱鏡（６）以接收來自兩個不同的入射角的投影光，于是定義了兩個不同的投影路徑（９１，９２），因此通過分析來自一個對象點的這兩條投影路徑的光，就可以獲取三維圖像。側面棱鏡（５）和中央棱鏡（６）被設計和放置以使第一和第二投影的投影路徑（９１，９２）在對象（１０）的帶引線的輪廓和系統的成像面（１１０）之間有相同的光程。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于帶引線的集成電路(IC)的三維檢測的裝置。
技術介紹
在帶有多個插腳或引線的電子元件，如集成電路的制造中，有人已經提出了使用光學系統的檢測系統，這些檢測系統提供了對電子元件的三維檢測。為了獲得對IC元件的三維檢測，有人還提出，提供至少兩條光路，沿著這些光路將被檢測的集成電路的不同圖像傳輸到圖像傳感器。例如，美國專利5,909,285中公開了一種用于集成電路檢測的方法，該方法包括一個相機，將所沉積的精密樣式掩模成像在被檢測的透明標線上。使用漫射光對被檢測的集成電路進行照射。通過使用上方的鏡面或棱鏡，集成電路的側視圖被反射到相機上。但是，該方法使用順光照射，還需要集成電路被完全精確地定位在透明標線上。從美國專利5,910,844可以得知一種視覺檢測系統，該系統中八幅光學圖像被同時記錄在單數個圖像幀中，這些圖像從兩臺光學相機輸出。根據美國專利5,910,844的該檢測系統需要復雜的光學反射裝置，該裝置使用多個光學定向部件。但是，根據美國專利5,910,844，當檢測不同尺寸的對象時，光學定向部件不得不進行有選擇性的調整。此外，從美國專利申請09/205,852可以得知一種光學檢測系統，該系統用于確定對象相對于參照物的位置信息。用作系統參照物的基準被放置在被檢測對象附近。此外，提供用于照射對象的漫射光源。設置該光源以使對象上的點和基準上的點沿著至少兩條光路與它們的圖像在相同的平面內，這些光路彼此形成一個角度。另外，提供成像子系統，獲取沿兩條光路的圖像。為了提供對象上的點相對于基準上的點的位置信息，通過成像子系統對獲取的圖像進行相關和分析。根據美國專利申請09/205,852，通過使用梯形棱鏡形成一條光路，和使用平面鏡形成另一條光路，從而形成兩條光路是可能的，這兩條光路被中繼傳播到成像子系統上。此外，使用單個梯形棱鏡以提供兩條光路也是可能的。通過這種方法，一條光路沿著梯形棱鏡的內表面形成，另一條光路沿著梯形棱鏡的外表面形成。但是，根據美國專利申請09/205,852，這兩條光路的光程不同，以至圖像質量遭到損害，因此檢測系統的精度也遭到損害。此外，如雙面集成電路的對象的兩個面通過使用兩個如美國專利09/205,852所公開的各自提供兩個光路的光學結構來進行檢測，在這種情況下，由于在檢測系統所產生圖像的中部存在大塊的空白區域，光學子系統需要大面積的傳感器以獲取來自兩條光路的圖像。
技術實現思路
本專利技術為帶引線的集成電路(IC)提供了一種檢測系統。根據本專利技術的系統能夠在受限制的空間中測試寬體IC封裝的引線。換言之，本專利技術的目的在于可以以一種非常緊湊的方式進行IC引線的三維測量。根據本專利技術的系統包含基準，該基準中有由參考邊所確定的開孔，所述基準提供一個至少基本上垂直于系統的光軸的參考面，其中，被檢測的對象被定位為與基準的開孔是重疊關系。該系統還包括橫向漫射光源，用于橫向地照射漫射光到物體上通過開孔，從而通過開孔在幾個投影方向，對被定位的對象包括引線的輪廓和參考邊的輪廓圖像進行投影；光學側面棱鏡，用于接收來自第一投影方向的輪廓圖像的第一投影光。所述側面棱鏡有入射面、出射面和內反射面，該內反射面協同入射面和出射面工作用于內反射第一投影光，使其通過側面棱鏡的出射面，在出射方向指向成像面，系統包括光學中央棱鏡，被放置以接收來自第二投影方向的輪廓圖像的第二投影光，所述中央棱鏡在預定位置具有入射折射面和與入射折射面協同工作的出射折射面，以使第二投影光被入射折射面和被出射折射面折射到成像面。側面棱鏡和中央棱鏡被設計和放置，以使第一和第二投影的投影路徑在帶引線的對象的輪廓和成像面之間有相同的光程。為了提供由側面棱鏡和中央棱鏡各自確定的在對象包括引線的輪廓和成像面之間的兩條投影路徑的相同的光程，必須改變側面棱鏡的外形，以對應于中央棱鏡的外形以及光源從對象輪廓出發并通過中央棱鏡到達成像平面的光程，反之亦然。換句話說，側面棱鏡和中央棱鏡的尺寸和放置必須相互協調，即配對。基于通過不同的光學介質時，光線的光程不同的原理，因此光程是幾何長度和光學介質的函數。于是，通過分別為側面棱鏡和中央棱鏡提供兩種不同的光學介質，以及第三介質空氣，通過考慮在第三介質空氣中的特定結構來改變各個棱鏡的尺寸，則能夠獲得符合相同光程的匹配。根據本專利技術的優選實施例，為測量或檢測如雙面或更多面的IC元件的兩個或更多的面，可以配置兩個或更多相同的光學側面棱鏡。這意味著，具有單個側面棱鏡和中央棱鏡的系統相對于中軸成鏡像，于是多個側面棱鏡繞系統的光軸對稱放置，它們也相對于公共的中央棱鏡對稱放置，反過來中央棱鏡也繞系統的中軸對稱放置。結果，IC各個面的輪廓的投影通過各個側面棱鏡和中央棱鏡，為對象的每個面確定兩個投影。因此，有多個面的IC元件的每一面可以同時被檢測。此外，在優選實施例中，為了減少獲取投影圖像所需的圖像面積，該投影圖像由一個或兩個光學側面棱鏡和中央棱鏡提供，提供了一個偏長方形棱鏡，該偏長方形棱鏡將影響第一和第二投影的移動使其平行于和靠近系統的光軸。因此減少了用于檢測的圖像面積，這導致了有效圖形分辨率的提高，于是得到改善的測量準確性。最好，檢測系統所產生的圖像由視頻相機通過透鏡來獲取，然后由計算機的處理器進行數字化和處理，以確定對象相對于基準的三維坐標。附圖說明為了說明本專利技術，這里將結合如下附圖描述優選實施例，其中圖1示出了根據本專利技術的優選實施例的檢測系統的示意圖；圖2分別示出了側面棱鏡和中央棱鏡的兩條照射光束的路徑； 具體實施例方式根據本專利技術的一個優選實施例，用于檢測具有帶引線的IC元件形式的對象的檢測系統如圖1所示，該檢測系統包括基準1，其中有由參考邊12所確定的開孔2，基準1提供與系統光軸A垂直的參考面；對象托架30，用于定位對象10，使其與基準1的開孔2是重疊關系，于是位于由系統所聚焦的平面上；漫射光源3，用于通過開孔2發射漫射光，因此將對象10包括引線的輪廓和參考邊12的輪廓通過開孔2在幾個投影方向上投影。該系統還包括兩個光學側面棱鏡5，用于接收輪廓和引線的投影；中央棱鏡6和圖像探測系統9，該探測系統包括透鏡和有圖像傳感器的相機。如圖1所示，光照3最好被橫向地放置在基準1的頂上，但是也能夠被設置在基準上方。最好，光照3發射單一波長或窄帶寬波長的光，以減少色散，否則在光學棱鏡中由于長的傳播距離可能引起色散。例如，這種窄帶寬的光照3可以通過濾光器(未示出)實現。例如，對象可以由對象托架30定位在開孔2的附近區域且與開孔2重疊，對象托架30最好具有一個真空末梢以從上方吸住對象10。對象10與系統的光軸A對準，它相對基座的位置能被對象托架所改變和調整以安排對象達到一種效果，對稱的對象點位于平行于開孔即基準的參考面的平面中。光照3提供漫射的逆光照明。于是，通過把被檢測的具有引線的對象置于所述漫射光線中，對象10的引線或插腳81和對象10的封裝體82被光照3背光照射。如上所述，基準1為系統提供參考面。最好，該基準以及參考面，至少基本上垂直于系統的光軸。開孔2在基準1上形成，由四條參考邊12或兩對平行的參考邊12確定，其中，兩條相對的參考邊的間距已知。基準1的兩條相對的參考邊12的間距比要被檢測的最大的IC元件的外部尺寸稍大。為了提供穩定的參本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光學檢測系統，用于檢測具有帶引線的集成電路元件形式的對象，所述系統具有光軸并包括：基準（１），該基準中有由參考邊（１２）所確定的開孔（２），所述基準提供一個至少基本上垂直于系統的光軸（Ａ）的參考面，其中，待檢測的對象（１０）被定位在 預定位置，與基準（１）的開孔（２）是重疊關系；橫向漫射光源（３），用于橫向地照射漫射光到物體上和通過開孔（２），從而通過開孔（２）在幾個投影方向，對被定位的對象（１０）包括引線的輪廓和參考邊（１２）的輪廓圖像進行投影；光學側面棱鏡（ ５），用于接收來自第一投影方向的輪廓圖像的第一投影光，所述側面棱鏡有：入射面（５１），出射面（６２）和內反射面（５２），該內反射面協同入射面和出射面工作用于內反射第一投影光，使其通過側面棱鏡的出射面，在出射方向指向成像面；光學中央棱鏡（ ６），被放置以接收來自第二投影方向的輪廓圖像的第二投影光，所述中央棱鏡（６）在預定位置具有：入射折射面（６３）和與入射折射面協同工作的出射折射面（６４），以使第二投影光被入射折射面和被出射折射面折射到成像面（１１０）；其中，側面棱鏡（５ ）和中央棱鏡（６）被設計和放置，以使第一和第二投影的投影路徑在帶引線的對象（１０）的輪廓和成像面（１１０）之間有相同的光程。...

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：黃濟剛，王英建，涂編生，譚其平，
申請(專利權)人：安捷倫科技有限公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]