一种一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置的制作方法
本发明涉及半导体芯片外观瑕疵检测，具体地说，一种涉及一种一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置。
背景技术：
1、在半导体器件如ic、led、cog、cmos等，常应用于高科技领域，如航空、通信、医疗器械、汽车电子等相关电子产品中，为了提升产品质量，所以防止元器件有明显或潜在的缺陷，先针对元器件做破坏性物理分析(destructive physical analysis)简称dpa，是为了验证元器件的设计、结构、材料和制造质量是否满足预定用途或有关规范要求，队员器件样品进行非破坏和破坏性分析的一系列验证和分析的全过程。dpa分析技术可以提前识别元器件潜在的材料、工艺等缺陷，这些缺陷会引发元器件失效导致严重的后果，而依照dpa的验证得知元器件外观的一些缺陷会导致元器件失效，进而增加了外观检查的工艺。
2、芯片外观检测分为人工检测(person inspection)简称pi、与自动光学检测(automatically optical inspection)简称aoi。
3、人工检测：即为人工在显微镜下把有缺陷的芯片挑除。
4、aoi自动光学检测：顾名思义是透过光学系统成像实现自动检测的一种手段，同时也是众多自动图像传感检测技术之一，准确且高质量的光学图像并加工处理是技术点。
5、aoi检测技术应运而生的背景是电子组件及程度与精细化程度，检测速度与效率更高、检测零缺陷的发展需求，其最大优点是节省人力、降低成本、提高生产效率、统一检测标准和排除人为因素干扰，保证了检测结果的稳定性、可重复性和准确性，及时发现产品的不良，确保出货质量。
6、aoi检测原理是采用摄像技术将被检测物体的反射光强以定量化的灰阶值输出、通过与标准图像的灰阶值进行比较，分析判定缺陷并进行分类的过程。aoi检测的工作逻辑可以分为图像采集阶段(光学扫描和数据收集)，数据处理阶段(数据分类和转换)，图像分析段(特征提取与模板比对)和缺陷报告阶段这四个阶段(缺陷大小类型分类等)。
7、为了支持和实现aoi检测的上述四个功能，aoi设备的硬件系统包括了工作台、成像系统、图像处理系统和电器系统四个部分，是一个集成了机械、自动化、光学和软件等多学科的自动化设备。
8、目前，现有技术中的芯片光学检测装置还存在一些问题，一般的双光路芯片检测装置如果无法检测芯片的4个短面，或无法同时检测大面与短面，就无法检测芯片的6个面，如果能够具备上述两个条件在同一设备中，也需要检测3次，例如：专利公布号为cn114923928a开发的一种双光路合流芯片检测装置，其通过双光路光源照射到被测物2个表面后分2光路在透过分光镜与菱镜经由45度反光镜入相机成像。
9、类似于上述专利的检测方式，就检测芯片6个面而言，需要检测3次，且采用的镜组结构和相机收光结构较多，同时通过工艺角度和生产效率来说，检测次数越多会导致效率降低，同时检测次数较多也会增加设备需求量提高成本。
10、鉴于此，亟需一种一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置来解决现有技术的不足。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明目的在于，提供了一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，包括一台相机、一个镜头、一个同轴光组、一个菱镜组和一个环形光源，用于实现芯片一次5个面的检测；
3、所述同轴光组通过上下反射采集芯片1个大面；
4、所述环形光源通过照射菱镜组后，将位于菱镜组内的芯片4个侧面向下反射，并由同轴光组反射采集芯片的4个面；
5、通过所述同轴光组反射后与镜头平行的光路，穿过镜头至相机成像。
6、作为本技术方案的进一步改进，所述包括方盒、同轴光源和反射镜，所述同轴光源位于方盒内部底面，用于向上发出同轴光，所述反射镜位于方盒内部呈45°设置，同轴光源向上发出同轴光后照射芯片反射至反射镜，再通过反射镜反射平行穿过镜头至相机成像。
7、作为本技术方案的进一步改进，所述方盒靠近镜头的一侧开设有与镜头采集端相适配的圆形开口，所述方盒设有圆形开口的一端与镜头固定连接。
8、作为本技术方案的进一步改进，所述方盒内部远离镜头的一端通过反射镜隔断形成一个三角形空间，所述同轴光源位于该三角形空间内。
9、作为本技术方案的进一步改进，所述环形光源位于方盒的顶端，所述方盒与环形光源连接处开设有连接开口，所述环形光源为中空状，所述环形光源的圆心处与方盒顶端连接开口位于同一轴线，用于同轴光源发出的光源通过。
10、作为本技术方案的进一步改进，所述环形光源的顶端内表面为弧形设置，用于向侧上方发射光源。
11、作为本技术方案的进一步改进，所述菱镜组包括固定座、4个菱镜，所述固定座内部开设有固定槽，所述固定槽设置有4个，4个所述菱镜对应固定在4个固定槽内部，并使4个菱镜的斜面端相互靠近，同时4个菱镜之间形成一个芯片容置腔。
12、作为本技术方案的进一步改进，所述固定座顶部中心处开设有芯片进口，所述芯片进口与容置腔接通，且所述芯片进口面积大于需检测芯片的面积，用于芯片通过芯片进口进入容置腔内。
13、作为本技术方案的进一步改进，所述菱镜组还包括吸嘴，所述吸嘴用于吸住芯片，带动芯片贯穿芯片进口移动至容置腔内部。
14、与现有技术相比，本发明的有益效果：
15、1、该一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置中，通过设置的菱镜组和同轴光组，可以在一次检测时，将芯片的4个短面和一个大面进行检测，检测6个面只需要进行2次检测即可。
16、2、该一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置中，镜组结构仅包括同轴光组、菱镜组和环形光源，收光结构仅包括相机和镜头，成本相较于现有技术大大降低，同时检测效率提高，从而使的整体的生产效率提高。
技术特征：
1.一种一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，其特征在于：包括一台相机(10)、一个镜头(20)、一个同轴光组(30)、一个菱镜组(40)和一个环形光源(50)，用于实现芯片一次5个面的检测；
2.根据权利要求1所述的一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，其特征在于：所述包括方盒(31)、同轴光源(32)和反射镜(33)，所述同轴光源(32)位于方盒(31)内部底面，用于向上发出同轴光，所述反射镜(33)位于方盒(31)内部呈45°设置，同轴光源(32)向上发出同轴光后照射芯片反射至反射镜(33)，再通过反射镜(33)反射平行穿过镜头(20)至相机(10)成像。
3.根据权利要求2所述的一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，其特征在于：所述方盒(31)靠近镜头(20)的一侧开设有与镜头(20)采集端相适配的圆形开口，所述方盒(31)设有圆形开口的一端与镜头(20)固定连接。
4.根据权利要求2所述的一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，其特征在于：所述方盒(31)内部远离镜头(20)的一端通过反射镜(33)隔断形成一个三角形空间，所述同轴光源(32)位于该三角形空间内。
5.根据权利要求2所述的一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，其特征在于：所述环形光源(50)位于方盒(31)的顶端，所述方盒(31)与环形光源(50)连接处开设有连接开口，所述环形光源(50)为中空状，所述环形光源(50)的圆心处与方盒(31)顶端连接开口位于同一轴线，用于同轴光源(32)发出的光源通过。
6.根据权利要求1所述的一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，其特征在于：所述环形光源(50)的顶端内表面为弧形设置，用于向侧上方发射光源。
7.根据权利要求1所述的一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，其特征在于：所述菱镜组(40)包括固定座(41)、4个菱镜(42)，所述固定座(41)内部开设有固定槽(411)，所述固定槽(411)设置有4个，4个所述菱镜(42)对应固定在4个固定槽(411)内部，并使4个菱镜(42)的斜面端相互靠近，同时4个菱镜(42)之间形成一个芯片容置腔。
8.根据权利要求7所述的一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，其特征在于：所述固定座(41)顶部中心处开设有芯片进口(412)，所述芯片进口(412)与容置腔接通，且所述芯片进口(412)面积大于需检测芯片的面积，用于芯片通过芯片进口(412)进入容置腔内。
9.根据权利要求8所述的一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置，其特征在于：所述菱镜组(40)还包括吸嘴(43)，所述吸嘴(43)用于吸住芯片，带动芯片贯穿芯片进口(412)移动至容置腔内部。
技术总结
本发明涉及半导体芯片外观瑕疵检测技术领域，具体地说，涉及一种一次检测芯片五面外观瑕疵的自动光学检测装置。其包括一台相机、一个镜头、一个同轴光组、一个菱镜组和一个环形光源，用于实现芯片一次5个面的检测；同轴光组通过上下反射采集芯片1个大面；环形光源通过照射菱镜组后，将位于菱镜组内的芯片4个侧面向下反射，并由同轴光组反射采集芯片的4个面；通过同轴光组反射后与镜头平行的光路，穿过镜头至相机成像。本发明通过设置的菱镜组和同轴光组，可以在一次检测时，将芯片的4个短面和一个大面进行检测，检测6个面只需要进行2次检测即可，且成本相较于现有技术大大降低，同时检测效率提高，从而使的整体的生产效率提高。
技术研发人员：廖隆健
受保护的技术使用者：芜湖立德智兴半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5