電子元件的檢測系統及檢測方法與流程

本發明涉及電子元件缺陷檢測和識別的技術領域，具體是涉及一種電子元件的檢測系統及檢測方法。

背景技術：

工業產品由于制造成本的考慮，對于瑕疵品的檢測及剔除等工作，仍然有采用離線的方式由人工來完成，因此在檢查過程當中瑕疵品的判定標準難以達到一致性，同時檢驗工作的進行效率依賴于檢驗人員的專注力，因此不確實的瑕疵管理使得產品的良率與質量受到限制。

如何有效率及可靠的檢驗每個產品是否發生瑕疵，是自從工業化以來每個大規模生產者所關心的課題，在計算機技術發達的今日，使用計算機并搭配各種傳感器來感知及判斷瑕疵，或使用自動化檢測機臺來檢測瑕疵品，乃是如今生產在線瑕疵檢測程序的常見模式。

另一方面，在現有工業自動化檢測中，常利用自動光學檢測設備(Automated Optical Inspection；AOI)查驗一待測物的缺陷。自動光學檢測設備是通過一可見光的光源照射一待測物的表面，并利用一影像擷取裝置(CCD或CMOS)擷取待測物的一檢測影像。經由比對所述檢測影像即可檢測所述待測物的表面是否具有表面缺陷。

在半導體晶圓制作過程中加入分類與檢測功能，是提升良率的重要過程。在一般的封裝廠內，往往分類好的晶粒或封裝成品、半成品會再送到離線檢測設備進行瑕疵檢測。如此，等于多了一道制作過程，耗時又耗工，并非是有效率的作法。倘若能整合檢測在封裝廠的分類制程中，必能提升良率與利潤。

現有技術中這種使用可見光對電子元件進行檢測的方法，其只能夠對電子元件的表面情況進行檢測或者只能夠檢測一些類似薄膜晶圓以及透明封裝結構的電子元件。

隨著技術發展，晶圓上的fanout(扇出)，FC(Flip Chip，倒裝芯片技術)、POP(package-on-package，封裝體疊層技術)等技術的使用，造成了單純使用可見光無法檢測完全，特別是在封裝體內部缺陷或者倒裝后的部分缺陷，更是無法檢測。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種電子元件的檢測系統及檢測方法，以解決現有技術中對電子元件內部結構缺陷無法進行檢測的技術問題。

為解決上述問題，本發明實施例提供了一種電子元件的檢測系統，所述檢測系統包括載臺、紅外裝置以及X光裝置；其中，所述載臺包括承載部以及鏤空部，待測電子元件懸設于所述鏤空部上，所述紅外裝置用于對所述待測電子元件進行定位，所述X光裝置用于檢測所述待測電子元件的內部結構特征。

其中，所述紅外裝置通過發出紅外光穿透所述待測電子元件的外部包安裝層以及硅層，掃描待測電子元件內部的金屬層形狀特征，根據金屬層的形狀特征對所述待測電子元件進行識別定位。

其中，所述X光裝置包括X光發生器以及X光接收器，所述X光發生器和所述X光接收器正對設置，且分別設于所述待測電子元件的兩側。

其中，所述檢測系統還包括可見光發生裝置，所述可見光發生裝置用于照射所述待檢測電子元件的表面，以對所述待檢測電子元件的表面進行檢測。

其中，所述紅外裝置包括紅外光源以及紅外傳感器，所述外光源發出的光通過所述紅外傳感器照射到所述待檢測電子元件，所述紅外傳感器進一步用于接收所述待檢測電子元件內部的金屬層形狀特征圖像信息。

為解決上述技術問題，本發明實施例還提供一種電子元件的檢測方法，所述檢測方法包括：

將待測電子元件置于設有鏤空結構載臺的鏤空位置處；

通過紅外裝置對所述待測電子元件進行識別定位；

利用X光裝置檢測所述待測電子元件的內部結構特征。

其中，所述通過紅外裝置對所述待測電子元件進行識別定位的步驟具體為：通過紅外光通過穿透所述待測電子元件的外部包安裝層以及硅層，掃描待測電子元件內部的金屬層形狀特征，根據所述金屬層形狀特征對所述待測電子元件進行識別定位。

其中，所述X光裝置包括X光發生器以及X光接收器，所述X光發生器和所述X光接收器相對設置，并分別設于所述待測電子元件的兩側。

其中，所述方法還包括：利用可見光發生裝置照射所述待檢測電子元件的表面，以對所述待檢測電子元件的表面進行檢測。

其中，紅外裝置包括紅外光源以及紅外傳感器，所述外光源發出的光通過所述紅外傳感器照射到所述待檢測電子元件，所述紅外傳感器進一步用于接收所述待檢測電子元件內部的金屬層形狀特征圖像信息。

相對于現有技術，本發明提供的電子元件的檢測系統及檢測方法，首先，通過紅外裝置對待測電子元件進行識別定位，然后利用X光裝置檢測待測電子元件的內部結構特征，同時通過可見光發生裝置對待檢測電子元件的表面進行檢測；使用可見光、紅外光和X光結合的方式，可以對待測電子元件進行有效定位，并進行表面和封裝體內部缺陷評估，進而減少加工過程的次品流出，提高產品的良率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明電子元件檢測系統一實施例的結構示意圖；

圖2是圖1實施例中檢測系統另一工作位置的狀態示意圖；以及

圖3是本發明電子元件檢測方法一實施例的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明作進一步的詳細描述。特別指出的是，以下實施例僅用于說明本發明，但不對本發明的范圍進行限定。同樣的，以下實施例僅為本發明的部分實施例而非全部實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請一并參閱圖1和圖2，圖1是本發明電子元件檢測系統一實施例的結構示意圖，圖2是圖1實施例中檢測系統另一工作位置的狀態示意圖，該檢測系統包括但不限于以下結構組成：載臺100、紅外裝置200、X光裝置300以及可見光發生裝置(圖中未示)。

具體而言，該載臺100包括承載部110以及鏤空部120，待測電子元件500懸設于鏤空部120上，以使檢測裝置可以透過待測電子元件500。其中，承載部110可以通過軌道、電極等結構進行驅動移動，進而帶動懸設在鏤空部120上的待測電子元件500移動。而關于帶動載臺100移動的具體結構特征，在本領域技術人員的理解范圍內，此處不再贅述。

該紅外裝置200用于對待測電子元件進行識別定位。其中，該紅外裝置200可以包括紅外光源210以及紅外傳感器220，該紅外光源210發出的光通過紅外傳感器220照射到待檢測電子元件500，實現對待檢測電子元件500的照射和掃描，進一步地，該紅外傳感器220還用于接收待檢測電子元件500內部的金屬層形狀特征圖像信息。

優選地，該紅外光源210射出一紅外線光束至一待測電子元件500上，根據紅外線的特性，其可以穿透待測電子元件500的外部包安裝層以及硅層等封裝結構，而無法穿透待測電子元件500內部的金屬層結構，因此可以掃描待測電子元件500內部的金屬層形狀特征，紅外傳感器220接收待檢測電子元件500內部的金屬層形狀特征圖像信息，并將該信息傳給控制器(圖中為標示)，控制器根據金屬層的形狀特征對待測電子元件500進行識別定位。

舉例來講，存儲器(圖中未示)可以存儲一預定的金屬層形狀結構，待測電子元件500在載臺100的帶動下不斷移動位置，此時紅外傳感器220不斷對待測電子元件500內部進行掃描，當紅外傳感器220識別到待測電子元件500內部的某一(或者某一區域)金屬層結構與存儲器內存儲的預定形狀金屬層形狀結構相同時，則可判定待測電子元件500的當前位置為預定的待檢測位置；在紅外傳感器220對待測電子元件500內部進行掃描的過程中，不斷將數據回傳到處理器，處理器對掃描圖形信息與存儲器內存儲的預定金屬層形狀結構進行比較，直至找到相匹配的定金屬層形狀結構為止，上述過程可以實現對待測電子元件500進行定位的目的。

本實施例的紅外光源210可以為一波長范圍介于700nm至1000nm之間的紅外線光源，設置紅外線光源210波長的目的是要得到較好的反射特性。而該紅外傳感器220可以為對上述紅外線波長范圍敏感的一可感應紅外線的電荷耦合元件(CCD)傳感器。

進一步地，該紅外裝置200在定位的過程中，由于需要對待測電子元件500內部金屬層結構進行掃描，因此，該過程中也可以實現對待測電子元件500內部結構進行初步的缺陷檢測。關于這部分的詳細技術特征，在本領域技術人員的理解范圍內，此處不再詳述。

該X光裝置300用于檢測待測電子元件500的內部結構特征，具體地，該X光裝置300可以包括X光發生器310以及X光接收器320。其中，X光發生器310和X光接收器320相對設置，并分別設于待測電子元件500的兩側，在本實施例中為上下兩側。

X光發生器310由光源、陰極燈絲(Cathod)、陽極靶(Anode)以及真空玻璃管等結構組成，X光機電源又可分為高壓電源和燈絲電源兩部分，其中燈絲電源用于為燈絲加熱，高壓電源的高壓輸出端分別夾在陰極燈絲和陽極靶兩端，提供一個高壓電場使燈絲上活躍的電子加速流向陽極靶，形成一個高速的電子流，轟擊陽極靶面后，99％轉化為熱量，1％由于軔致輻射產生X射線。

X射線能穿透一般可見光所不能透過的物質。可見光因其波長較長，光子其有的能量很小，當射到物體上時，一部分被反射，大部分為物質所吸收，不能透過物體；而X射線則不然，因其波長短，能量大，照在物質上時，僅一部分被物質所吸收，大部分經由原子間隙而透過，表現出很強的穿透能力。X射線穿透物質的能力與X射線光子的能量有關，X射線的波長越短，光子的能量越大，穿透力越強。X射線的穿透力也與物質密度有關，密度大的物質，對X射線的吸收多，透過少；密度小者，吸收少，透過多。優選地，本實施例中的X光發生器310采用波長范圍為0.008～0.031nm。

X光接收器320用于接收穿透待測電子元件500的X光，進而形成待測電子元件500內部結構特征的圖像，處理器對該圖像進行分析，進而判斷待測電子元件500的內部結構是否存在缺陷或者瑕疵。

可見光發生裝置用于照射待檢測電子元件500的表面，以對待檢測電子元件的表面進行檢測。其中，可見光發生裝置可以為普通的照明燈或者專用的手電筒等設備，可見光照射到待檢測電子元件500的表面后，可以利用顯微鏡或者圖像識別裝置等對待檢測電子元件500的表面進行檢測。關于可見光發生裝置的設置結構以及檢測原理，在本領域技術人員的理解范圍內，此處不再贅述。

相對于現有技術，本發明提供的電子元件的檢測系統，首先，通過紅外裝置對待測電子元件進行識別定位，然后利用X光裝置檢測待測電子元件的內部結構特征，同時通過可見光發生裝置對待檢測電子元件的表面進行檢測；使用可見光、紅外光和X光結合的方式，可以對待測電子元件進行有效定位，并進行表面和封裝體內部缺陷評估，進而減少加工過程的次品流出，提高產品的良率。

進一步地，本發明實施例還提供一種電子元件的檢測方法，請參閱圖3，圖3是本發明電子元件檢測方法一實施例的流程示意圖，該檢測方法包括但不限以下步驟。

步驟S300，將待測電子元件置于設有鏤空結構載臺的鏤空位置處。

在該步驟中，載臺可以包括承載部以及鏤空部，待測電子元件懸設于鏤空部上，以使檢測裝置可以透過待測電子元件。其中，承載部可以通過軌道、電極等結構進行驅動移動，進而帶動懸設在鏤空部上的待測電子元件移動。而關于帶動載臺移動的具體結構特征，在本領域技術人員的理解范圍內，此處不再贅述。

步驟S310，通過紅外裝置對待測電子元件進行識別定位。

在步驟S310中，該紅外裝置可以包括紅外光源以及紅外傳感器，該紅外光源發出的光通過紅外傳感器照射到待檢測電子元件，實現對待檢測電子元件的照射和掃描，進一步地，該紅外傳感器還用于接收待檢測電子元件內部的金屬層形狀特征圖像信息。

優選地，該紅外光源射出一紅外線光束至一待測電子元件上，根據紅外線的特性，其可以穿透待測電子元件的外部包安裝層以及硅層等封裝結構，而無法穿透待測電子元件內部的金屬層結構，因此可以掃描待測電子元件內部的金屬層形狀特征，紅外傳感器接收待檢測電子元件內部的金屬層形狀特征圖像信息，并將該信息傳給控制器(圖中為標示)，控制器根據金屬層的形狀特征對待測電子元件進行識別定位。

舉例來講，存儲器(圖中未示)可以存儲一預定的金屬層形狀結構，待測電子元件在載臺的帶動下不斷移動位置，此時紅外傳感器不斷對待測電子元件內部進行掃描，當紅外傳感器識別到待測電子元件內部的某一(或者某一區域)金屬層結構與存儲器內存儲的預定形狀金屬層形狀結構相同時，則可判定待測電子元件的當前位置為預定的待檢測位置；在紅外傳感器對待測電子元件內部進行掃描的過程中，不斷將數據回傳到處理器，處理器對掃描圖形信息與存儲器內存儲的預定金屬層形狀結構進行比較，直至找到相匹配的定金屬層形狀結構為止，上述過程可以實現對待測電子元件進行定位的目的。

本實施例的紅外光源可以為一波長范圍介于700nm至1000nm之間的紅外線光源，設置紅外線光源波長的目的是要得到較好的反射特性。而該紅外傳感器可以為對上述紅外線波長范圍敏感的一可感應紅外線的電荷耦合元件(CCD)傳感器。

進一步地，該紅外裝置在定位的過程中，由于需要對待測電子元件內部金屬層結構進行掃描，因此，該過程中也可以實現對待測電子元件內部結構進行初步的缺陷檢測。關于這部分的詳細技術特征，在本領域技術人員的理解范圍內，此處不再詳述。

步驟S320，利用X光裝置檢測待測電子元件的內部結構特征。

其中，該X光裝置可以包括X光發生器以及X光接收器。X光發生器和X光接收器相對設置，并分別設于待測電子元件的兩側。

X光發生器由光源、陰極燈絲(Cathod)、陽極靶(Anode)以及真空玻璃管等結構組成，X光機電源又可分為高壓電源和燈絲電源兩部分，其中燈絲電源用于為燈絲加熱，高壓電源的高壓輸出端分別夾在陰極燈絲和陽極靶兩端，提供一個高壓電場使燈絲上活躍的電子加速流向陽極靶，形成一個高速的電子流，轟擊陽極靶面后，99％轉化為熱量，1％由于軔致輻射產生X射線。

X射線能穿透一般可見光所不能透過的物質。可見光因其波長較長，光子其有的能量很小，當射到物體上時，一部分被反射，大部分為物質所吸收，不能透過物體；而X射線則不然，因其波長短，能量大，照在物質上時，僅一部分被物質所吸收，大部分經由原子間隙而透過，表現出很強的穿透能力。X射線穿透物質的能力與X射線光子的能量有關，X射線的波長越短，光子的能量越大，穿透力越強。X射線的穿透力也與物質密度有關，密度大的物質，對X射線的吸收多，透過少；密度小者，吸收少，透過多。優選地，本實施例中的X光發生器采用波長范圍為0.008～0.031nm。

X光接收器用于接收穿透待測電子元件的X光，進而形成待測電子元件內部結構特征的圖像，處理器對該圖像進行分析，進而判斷待測電子元件的內部結構是否存在缺陷或者瑕疵。

步驟S330，利用可見光發生裝置照射待檢測電子元件的表面，以對待檢測電子元件的表面進行檢測。

在該步驟中，可見光發生裝置可以為普通的照明燈或者專用的手電筒等設備，可見光照射到待檢測電子元件的表面后，可以利用顯微鏡或者圖像識別裝置等對待檢測電子元件的表面進行檢測。關于可見光發生裝置的設置結構以及檢測原理，在本領域技術人員的理解范圍內，此處不再贅述。

需要說明的是，本實施例中的步驟S320(利用X光裝置檢測待測電子元件的內部結構特征)和S330(利用可見光發生裝置照射待檢測電子元件的表面，以對待檢測電子元件的表面進行檢測)不并限定于上述方法實施例中的流程順序，可以為同時進行，或者某一步驟先進行，只要是利用本方法實施例中的可見光檢測表面、紅外光掃描定位和X光檢測內部結構相結合的方式，均應在本發明的保護范圍之內。

相對于現有技術，本發明提供的電子元件的檢測方法，首先，通過紅外裝置對待測電子元件進行識別定位，然后利用X光裝置檢測待測電子元件的內部結構特征，同時通過可見光發生裝置對待檢測電子元件的表面進行檢測；使用可見光、紅外光和X光結合的方式，可以對待測電子元件進行有效定位，并進行表面和封裝體內部缺陷評估，進而減少加工過程的次品流出，提高產品的良率。

以上所述僅為本發明的部分實施例，并非因此限制本發明的保護范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效裝置或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。