一种芯片位置和倾角检测装置及方法

摘要

本发明公开了一种芯片位置和倾角检测装置，包括光源组件、光路传输组件、摄像组件以及自准直仪，其中光源组件由分别对应于芯片和基板的第一、第二光源构成；光路传输组件由第一、第二和第三半透半反棱镜以及第一、第二反射镜共同构成，由此在同一光路系统中实现对芯片和基板位置的检测；摄像组件由具备不同视野的第一和第二摄像单元构成，其中第一摄像单元用于采集芯片或基板的大视野图像，根据MARK点实现初步定位，第二摄像单元用于采集其具体位置图像；自准直仪用于获取代表芯片水平倾角信息的法线倾斜量。本发明还公开了相应的检测方法。通过本发明，能够以结构紧凑、便于操作的方式同时实现对准和调平功能，因此尤其适用于芯片贴片等用途。

主权项

一种通过用于对芯片在贴片工艺中的位置和倾角执行检测的装置来进行相应检测的方法，其特征在于，该装置包括光源组件、光路传输组件、摄像组件和自准直仪，其中该光源组件由第一光源和第二光源构成，所述第一光源和第二光源分别对应于芯片和基板而设置，且其光轴处于同一竖直线上；该光路传输组件由反射面与水平线呈135°夹角的第一半透半反棱镜、反射面与水平线均呈45°夹角的第二和第三半透半反棱镜以及反射面与水平线均呈45°夹角的第一和第二反射镜共同构成，其中所述第一半透半反棱镜同轴设置在所述第一光源和第二光源之间且其左侧也具备竖直的反射面，所述第一反射镜设置在所述第一半透半反棱镜的水平右侧，而所述第二半透半反棱镜、第三半透半反棱镜和第二反射镜依次设置在所述第一反射镜的上方且与此第一反射镜均处于同一竖直光路上；该摄像组件由视野相对较大的第一摄像单元和视野相对较小的第二摄像单元共同构成，其中所述第一摄像单元设置在所述第二反射镜的水平右侧，用于采集芯片或基板的大视野图像以便确定其大致位置，由此根据芯片或基板上的MARK点来调整所述第二摄像单元的摄像视野；所述第二摄像单元则对应设置在所述第三半透半反棱镜的水平右侧，并用于采集芯片或基板的位置图像；该自准直仪设置在所述第二半透半反棱镜的水平右侧，用于获取代表芯片水平倾角信息的法线倾斜量，并包括与所述第二半透半反棱镜同轴的物镜、设置在该物镜水平右侧且其反射面与水平线成135°夹角的第四半透半反棱镜、设置在所述第四半透半反棱镜水平右侧的CCD成像单元，设置在所述第四半透半反棱镜的竖直下方且其反射面与水平线同样呈135°夹角的第三反射镜，以及依次设置在所述第三反射镜水平右侧的分划板、光扩散器、聚光器、光过滤器和LED光源；此外，上述方法包括下列步骤：(a)开启所述第一光源同时关闭所述第二光源和所述自准直仪的LED光源，该第一光源所发出的光束经待检测的芯片反射后依次经过所述第一半透半反棱镜、第一反射镜、第二半透半反棱镜和第三半透半反棱镜后，分成两束光分别进入所述第一和第二摄像单元，根据所述第一摄像单元所采集的图像找到芯片所处的大致位置并定位其MARK点，然后由所述第二摄像单元在该点采集芯片的具体位置图像；(b)开启所述第二光源同时关闭所述第一光源和所述自准直仪的LED光源，该第二光源所发出的光束经待检测的基板反射后依次经过所述第一半透半反棱镜、第一反射镜、第二半透半反棱镜和第三半透半反棱镜后，分成两束光分别进入所述第一和第二摄像单元，根据所述第一摄像单元所采集的图像找到基板所处的大致位置并定位其MARK点，然后由所述第二摄像单元在该点采集基板的具体位置图像；(c)开启所述自准直仪的LED光源同时关闭所述第一和第二光源，LED光源所发出的光束依次经过所述光过滤器、聚光器、光扩散器后汇聚到所述分划板的中心，然后经所述第三反射镜和所述第四半透半反棱镜反射至所述物镜并发散成平行光，该平行光依次经过所述第二半透半反棱镜、第一反射镜和第一半透半反棱镜入射到待检测的芯片上并经芯片反射后沿着入射光路返回，此时通过所述CCD成像单元对分划板采集其图像，由此获得代表芯片倾角信息的法线倾斜量。