技术领域
[0001] 本发明涉及光学检测领域，具体是一种双光路合流芯片检测装置。
相关背景技术
[0002] 晶圆切割为单个晶粒(半成品芯片)后，通常需要对芯片各个面进行缺陷和脏污等物理检查，以便进行粘片固化工序，传统采用人工检测或设备自动检测，人工检测面临定位精度差，容易会造成误差，效率低下，检测精度不高，且增加污染源可能会损坏或污染芯片等问题；设备自动检测多为单面检测，检测时间长，成本高，现有的多面检测是通过设置一套检测系统，分次对各面进行检测实现的，同样存在检测时间长、产能显著降低、造价昂贵等问题，现有的检测设备通常在一个平面上实现光路检测和镜组成像，占用空间大，且现有的自动检测设备结构繁琐，不利于嵌入自动化生产设备。
具体实施方式
[0035] 在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本发明的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本发明的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本发明的范围由所附权利要求来限定。
[0036] 如图1所示，本发明技术方案的一种双光路合流芯片检测装置，包括双光路合流模块1、检测镜组模块2和底座3，双光路合流模块1用于汇合待检测芯片5两个表面形成的光路，并使得光路方向改变，检测镜组模块用于待检测芯片两个表面的检测成像，双光路合流模块1和检测镜组模块2沿着水平的方向依次设置在底座3上。
[0037] 在具体的实施例中，外部芯片拾取机构4将待检测芯片5在垂直方向上压入双光路合流模块1中，被待检测芯片5的两个表面经过照明后分别形成第一光路和第二光路，第一光路和第二光路经过双光路合流模块1中设置的光学元件反射后，以双光路合流的方式沿着水平光路方向进入检测镜组模块2。
[0038] 图2示出了本发明技术方案的双光路合流模块结构图，双光路合流模块1包括转像光学元件11、合像光学元件12、光源组件13、转像棱镜14、棱镜固定板15、固定座16和外壳17，转像棱镜14通过棱镜固定板15设置在固定座16上，转像棱镜 14垂直上方设置有合像光学元件12，合像光学元件12和待检测芯片4的两个侧部上设置有转像光学元件11，转像光学元件的外侧设置有光源组件13。
[0039] 在具体的实施例中，外壳17通过螺母和螺栓固定在固定座16的四周，光源组件13、转像光学元件11、合像光学元件12通过外壳17固定在垂直光路方向上。
[0040] 在具体的实施例中，外壳17、固定座16和光源组件13使得双光路合流模块1 (双光路合流模块1在图1中示出)具有稳定的外部结构，转像光学元件11、合像光学元件12、转像棱镜14和棱镜固定板15设置在双光路合流模块1内部，双光路合流模块1内部进行光路的转像和合流，双光路合流模块1具有稳定的结构，以适用工业生产中对于芯片表面检测的需求。
[0041] 图3示出了本发明技术方案的双光路合流模块的剖视图，转像光学元件11(转像光学元件11在图2中示出)包括平板分光镜111、平板分光镜112、等腰直角棱镜113、等腰直角棱镜114、固定板115和固定板116；合像光学元件12(合像光学元件12在图2中示出)包括等腰直角棱镜121、等腰直角棱镜122和固定板123；光源组件13(光源组件13在图2中示出)包括条形光源131和条形光源132。
[0042] 在具体的实施例中，平板分光镜111和平板分光镜112对应设置在待检测芯片的两个表面外侧，平板分光镜111和平板分光镜112与水平平面的夹角为45°，平板分光镜111通过分光镜和棱镜固定板116固定，平板分光镜112通过分光镜和棱镜固定板115固定。
[0043] 在具体的实施例中，等腰直角棱镜113和等腰直角棱镜114固定在平板分光镜 111和平板分光镜112的下方，用于反射经过平板分光镜111和平板分光镜112后转为垂直向下的第一光路和第二光路，等腰直角棱镜113和等腰直角棱镜114斜面与水平平面的夹角为45°，等腰直角棱镜113和等腰直角棱镜114的斜面为全反射面，垂直方向向下的第一光路和第二光路经过等腰直角棱镜113和等腰直角棱镜114 后被反射，反射方向与入射方向垂直，第一光路和第二光路的传播方向由垂直方向向下转为水平方向向内。
[0044] 在具体的实施例中，等腰直角棱镜121和等腰直角棱镜122通过固定板123以背对背的方式设置在等腰直角棱镜113和等腰直角棱镜114之间，等腰直角棱镜 121和等腰直角棱镜122的斜面与垂直平面的夹角为45°，水平方向向内的第一光路和第二光路分别通过等腰直角棱镜121和等腰直角棱镜122，光路沿着垂直的方向出射，使得第一光路和第二光路的方向转为垂直向下。
[0045] 在具体的实施例中，平板分光镜111、平板分光镜112、等腰直角棱镜113和等腰直角棱镜114通过固定板115和固定板116固定在外壳17上。
[0046] 图4a示出了待检测芯片表面的第一光路和第二光路通过转像光学元件和合像光学元件的光路路径，条形光源131和条形光源132用于打亮待检测芯片的两个表面形成第一光路和第二光路，第一光路和第二光路的方向沿着水平向外，第一光路和第二光路经过转像光学元件11后，第一光路和第二光路发生两次90度的反射，使得第一光路和第二光路发生180度的方向变化后以水平方向向内进入合像光学元件，水平方向向内的第一光路和第二光路经过合像光学元件12后，光路方向发生了90°的偏转，第一光路和第二光路汇合成方向相同的双光路。
[0047] 图4b示出了待检测芯片两个表面形成的合流双光路通过转像棱镜的光路路径，待检测芯片两个表面形成的第一光路和第二光路经过转像光学元件和合像光学元件后实现了方向的偏转和光路的合流，合流的双光路通过转像棱镜14后，双光路的传播方向由垂直向下转为水平方向向右。
[0048] 在具体的实施例中，转像棱镜14为等腰直角结构，转像棱镜14通过固定板15 固定。
[0049] 在具体的实施例中，转像棱镜14的斜面为全反射面，转像棱镜的设置方式为：斜面与检测镜组模块相对应，斜面与水平平面的夹角为45°。
[0050] 转像棱镜的设置使得双光路的方向由垂直转为水平，使得光路的合流、转像与镜组检测可以设置在不同平面上，缩小了芯片检测装置占用的空间。
[0051] 图5示出了双光路合流芯片检测装置中检测镜组部件2的仰视图，检测镜组模块2包括镜组21、电机模组22、导轨23和镜组固定单元24，镜组21通过镜组固定单元24固定在导轨23上，电机模组22与镜组固定单元24固定连接，电机模组22 工作时，能够带动通过镜组固定单元24固定的镜组21在导轨23上在水平光路方向上前后移动，镜组21在水平光路方向上移动改变焦距，适应不同尺寸大小芯片的检测需求。
[0052] 在具体的实施例中镜组21包括远心镜头211和相机212，远心镜头211和相机 212固定连接在水平光路方向上，水平方向的合流双光路经过远心镜头211聚焦至相机212的感光芯片上形成一张待处理的图片，镜组21用于待检测芯片两个表面的检测和成像。
[0053] 在具体的实施例中，电机模组22包括安装板221、螺母座222、护罩223和电机224，安装板221包括底部安装板2211和电机安装板2212，底部安装板221与底座3(底座3在图1中示出)固定连接，电机安装板2212侧部与底座3固定连接，电机安装板2212与电机224固定连接，护罩223和电机安装板2212固定连接，螺母座 222设置在安装板221和护罩223所成的区域内部，螺母座222与镜组固定单元24 固定连接。安装板221和螺母座222对电机224进行固定，护罩223的设置使得电机模组22具有相对稳定的外部结构，避免部件分散暴露不便于嵌入自动化生产设备，安装板221与底座3的连接关系使得电机模组22可以固定设置在底座3上，螺母座 222与镜组固定单元24连接使得通过镜头固定单元24固定在导轨23上的镜组21能够在电机224的带动下在水平光路方向上移动。
[0054] 在进一步的实施例中，电机224选用直线步进电机，直线步进电机具有体积小、重量轻、寿命高、效率高等优点，选用直线步进电机占用空间小且能够适应双光路合流检测装置检测效率高的需求。
[0055] 在具体的实施例中，导轨23选用交叉滚子导轨，交叉滚子导轨具有摩擦小、速度快、承载能力大、稳定性能好等特点，能够实现镜组实现高精度、平稳的直线运动，使得检测芯片装置能够适应芯片尺寸的需求快速调焦，提高检测速度和效率。
[0056] 在具体的实施例中，检测镜组21通过镜组固定单元24固定在交叉滚子导轨23 上。
[0057] 在进一步的实施例中，电机模组22与镜组固定单元24固定连接，导轨23、电机模组22、镜组固定单元24和镜组21之间存在连接关系，电机224带动交叉滚子导轨23上的检测镜组21在水平方向上移动，使得检测镜组21的焦距能够适应不同尺寸芯片的检测需求。
[0058] 该双光路合流芯片检测装置的整体的工作流程如下：待检测芯片两个表面形成的第一光路和第二光路经过转像光学元件光路方向实现两次90°的偏转，沿着水平方向向内进入合像光学元件，第一光路和第二光路通过合像光学元件汇合成垂直方向向下的双光路，合流的双光路通过转像棱镜90°转像，沿着水平光路方向进入检测镜组模块，电机模组带动导轨上的镜组在水平光路方向上前后移动，调整焦距以获得清晰的成像效果，合流的双光路通过远心镜头聚焦至相机感光芯片上形成一张待处理的图片，至此，待检测芯片的两个表面可以通过一套检测装置一次性完成检测成像。
[0059] 图6示出了本发明一种双光路合流芯片检测装置的主视图，光源模块13、外壳17、固定座16依次设置在垂直方向上，构成双光路合流模块1(双光路合流模块在图1中示出)的外部结构，使得内部设置的光学元件实现光路的转像和汇合能够稳步有序的进行，转像棱镜14设置在双光路合流模块的内部底端，转像棱镜 14的斜面与检测镜组模块2(检测镜组模块2在图1中示出)相对应，使得汇合的双光路沿着水平光路方向进入检测镜组模块2，完成了芯片检测装置结构上的折叠，减少占用的空间。检测镜组模块2包括镜组21、镜组固定单元24和电机模组 22，检测镜组模块2和双光路合流模块1固定在底座3上。
[0060] 在具体的实施例中，双光路合流模块1的上述组件通过螺栓和螺母固定连接，凭借该设置便于实现各组件的安装和拆卸，便于进行维护操作。
[0061] 在具体的实施例中，外壳17的表面上设置有开口，外壳17上设置的开口大小和位置与转像棱镜14相对应，通过转像棱镜14的合流双光路通过开口沿着水平光路方向进入检测镜组模块2。
[0062] 本发明的一种双光路合流芯片检测装置具有稳定的结构，使得光路转像合流和芯片的检测成像能够快速有序的进行，提高了检测效率。
[0063] 本发明一种双光路合流芯片检测装置，遵循光学原理，通过光学元件、检测镜组和其他组件的设置，使得芯片两个表面上的光路可以实现方向的变化和光路汇合，从而满足生产中对于芯片多面检测的需求；光路的合流和转像在垂直光路方向上实现，光路的检测和成像在水平方向上实现，缩小了芯片表面光路检测成像装置占用的空间；检测镜组可以在检测方向上前后移动，根据芯片尺寸的大小调节焦距。本发明一种双光路合流芯片检测装置相比于传统的人工检测或者检测系统，可以简化检测的结构和步骤，节省空间，方便嵌入自动化生产设备，且适用不同尺寸芯片的检测需求。
[0064] 显然，本领域技术人员在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以作出对本发明的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本发明的权利要求及其等同形式的范围内，则本发明还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。
