专利名称：叠料监视装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体测试机台，特别涉及一种使用自动图像检测来 判断叠料情形的半导体测试机台及其监视的方法。
背景技术：
在半导体芯片的后段制造工艺中，待测芯片(Device under Testing; DUT)在进行测试的过程中，待测芯片先放在半导体测试机台中的进池料 区中，然后转换至托盘(tray)上，再由水平垂直取放装置(pick and place) 一个一个或一群一群地传送至测试区测试，并且在测试结束后，依据测试 结果分别放在良好或不良的托盘架上的托盘上。
芯片在托盘上一般是以阵列的方式排列，然而在转换或排列的过程 中，可能因为某些原因使得托盘上的同一位置上重复放入芯片，因而产生 了芯片重叠放置，造成在同一位置上叠放两个或两个以上芯片的叠料问 题。类似的情形会发生在进/出料区传送到测试区或由测试区传回进/出料 区的过程中。由于芯片的外型都很相似，叠放在一起时并不容易辨识，尤 其是藏身在一群芯片的阵列中更是难以辨认，因此需要有更好的设计，来 协助解决叠料的问题。
发明内容
鉴于上述的发明背景中，为了符合产业上某些利益的需求，本发明的 主要目的在提供一种叠料监视装置及其方法，可用以解决上述传统的测试 机台未能达标的目的。
据此，本发明提供一种叠料监视装置，包含投影装置、摄影装置及显 示装置，其中显示装置会显示多条判断线段。投影装置以一个角度对目标
平面投影可见光源，而摄影装置将拍摄的可见光源画面传送至中央处理单 元处理后在显示装置显示，并通过显示装置上的可见光源位置的变化来判 断是否发生叠料的问题。
此外，本发明进一步提供一种判断叠料的监视方法，包含提供至少 一条判断线；提供一个待测物件；提供激光光线，用以打在待测物件上， 并提供摄影装置摄取待测物件上的可见光激光线，同时将该可见光激光线 的位置显示；然后，进行判断，判断该可见光激光线与该判断线的相互位 置，当可见光激光线超过判断线时，即判断此位置上发生堆叠；当可见光 激光线未超过判断线时，随即进行下一待测物件的监测及判断。
图l为本发明的叠料监视装置的示意图2为本发明的叠料监视装置设定基准线段及边缘线段的示意图； 图3为本发明的叠料监视装置设定叠料判断线的示意图； 图4为本发明的叠料监视装置判断叠料的示意图；以及 图5为本发明判断叠料的流程图。 主要元件标记说明
10 叠料监视装置 20
202 图像处理单元 21
22 投影装置 24
26 显示装置 28
30、 301 待测物件 282
284 另一投影线段(边缘线段)2842
286 边缘线段 2862 288、 290可见光激光线 0 步骤410 设定critical line的位置
中央处理单元 可见光源线
目标平面
投影线段(基准线段)
判断线
判断线
角度
步骤420 提供电子元件
步骤430 激光投影并摄取图像
步骤440 判断激光投影的位置是否在判断线(criticalline)之间
步骤450 检视下一个电子元件
具体实施例方式
本发明在此所探讨的方向为一种叠料监视装置与方法。为了能彻底地 了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成。显然地，本发 明的施行并未限定于测试机台的技术人员所熟习的特殊细节。另一方面， 众所周知的测试机台的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明 不必要的限制。本发明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细 描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，且本发明的范围 不受限定，其以权利要求为准。
首先，请参照图1，为本发明的一种叠料监视装置的示意图。如图1 所示，本发明的叠料监视装置10包含投影装置22、摄影装置24、中央处 理单元20及显示装置26。投影装置22用来提供一个可见光源线21，并 且将可见光源线21所发射的光线以一个可以调整的角度(e)照射在目 标平面28上;而摄影装置24则是以一个固定的角度对同一个目标平面28 拍摄，并将拍摄到的图像先传送至图像处理单元202中，将摄取到的灰阶 图像(gray level)信号转换成数字式的图像数据后，再送到中央处理单元 20进行比较分析，同时将此经过中央处理单元20处理后的图像由显示装 置26显示。
此外，本发明中的投影装置22可以为一种激光装置，特别是一种发 射线形光源的激光装置；而摄影装置24则可以为一种感光元件所形成的 装置，例如电耦合装置(Charge Coupling Device; CCD)或是CMOS Sensor; 而显示装置则可以是平面显示器、示波器、投影机等。此外，目标平面可 以是一个托盘。另外，中央处理单元20可以是个人电脑(PC)，而图像 处理单元202也可以与中央处理单元20合并在一起。在此要强调的是，
本发明中的中央处理单元20是具有"自动光学检测(Automatic Optical Inspection; AOI)"的功能者。
继续请参照图2，为本发明的叠料监视装置的判断线设定示意图。首 先，在叠料监视装置10的目标平面28上，先放置一个待测物件30，例如 在托盘中已放置一个待测的半导体芯片。接着，投影装置22上的可见光 源线21以一个经过选择后的固定角度照射在待测物件30上而产生投影线 段282,同时摄影装置24会以一个固定的角度，例如垂直于目标平面28 的角度，将待测物件30及位于待测物件30上的投影线段282的图像送到 图像处理单元202中，以使送入的灰阶信号转换成数字信号；接着再将转 换后的数字信号送至中央处理单元20进行处理。因此，中央处理单元20 经过自动光学检测(AOI)的运算及处理后，会将投影线段282当作为基 准线段(base line)。在本发明的较佳实施例中，会将此投影线段282设 定在待测物件30的接近中间的位置上。接着，在待测物件30之上再堆叠 一个相同的待测物件301，此时，投影装置22上的可见光源线21会照射 在最上面的待测物件301上，使得投影线段282出现偏移而产生另一投影 线段284，而此投影线段284即为发生叠料的边缘线段。另外，由于待测 物件30具有一定的厚度(或称高度)，因此，当操作人员将投影线段282 设定为基准线段后，操作人员也可依照已知待测物件30的厚度来推算出 边缘线段位置。
接着，请参照图3，为本发明的设定叠料判断线的示意图。在本实施 例中，前述的投影线段282已定义为基准线段282;而前述的投影线段284 已定义为边缘线段284。如前所述，当叠料监视装置10已将基准线段282 及边缘线段284标示后，为了克服一些操作界面上的问题，例如芯片厚度 或是托盘平整度等问题所产生的误差，而导致误判或是假警报(false alarm)，在本发明的较佳实施例中，会进一步定义判断线2842 (critical line),以作为实际判断是否发生叠料的依据。换句话说，在实际操作时， 叠料监视装置10中的显示装置26上，只会显示判断线2842，而不会显示 出基准线段282及边缘线段284，这是因为基准线段282及边缘线段284 是作为推算出判断线2842过程中的参照线段。在本发明中，可由操作人
员依经验或是由中央处理单元依照先前的统计数据定义一个误差量，并将
此误差量作为实际的判断线2842设定的参照。
同理可知，在定义出基准线段282、边缘线段284及判断线2842后， 即可以基准线段282为中心，在基准线段282的相对侧上定义出另一条边 缘线段286及判断线2862，如图3所示，很明显地，此判断线2862即作 为目标平面上没有待测物件30时的判断依据。
接着，请同时参照图1及图4，为本发明的叠料监视装置IO判断叠料 的示意图。在叠料监视装置10的投影装置22将可见光激光打在待测物件 301上时，在显示装置26上会显示可见光激光线288，当可见光激光线288 的位置位于判断线2842的右侧边时(如图4所示)，即表示在此位置上 发生待测物件30叠料，此时叠料监视装置10会发出警报或是停止程序。 而当可见光激光线打在待测物件30上时，可见光激光线288的位置会位 于判断线2842的左侧边，此时表示正常，则叠料监视装置10会继续进行 下一个待测物件30的判断。另一方面，当可见光激光线290的位置位于 判断线2862的左侧边时(如图4所示)，即表示在此位置上没有待测物 件30存在。
再次强调，由于显示装置26中所显示的投影线段(包括282、 284、 2842)均已经过中央处理单元20的AOI系统的处理，并已记录各个投影 线段的位置，因此在本发明的实施例中，当可见光激光线288的位置超过 判断线2842后，中央处理单元20随即判断此处已发生叠料，并且发出一 个信号，此信号包括暂停测试作业以便进行排除或是将此发生待测物件30 堆叠的位置信号记录下来，待测试结束后再进行处理。当然，若判断出待 测平面上没有待测物件30存在时，其也可将位置信号记录下来，待测试 结束后再进行处理。
此外，请参照图1，由于待测物件30会随着产品大小而有厚度上的差 异，例如为避免待测物件30过于薄小而造成可见光源线21的边缘线过于 集中，或是芯片太厚而使得边缘线超过显示装置26等，造成判断线设定 作业无法进行或是在操作时可见光激光线288超过显示装置的显示范围。
为此，本发明中的投影装置22的角度(e)是可以调整的，其调整的范
围可介于接近0度至接近90度之间，较佳的调整范围为5度至85度之间。 当待测物件30属于薄小的芯片时，则可将投影装置22的角度往小角度方 向调整，例如调整至15度；当待测物件30属于厚大的芯片时，为避免发 生堆叠时，可见光激光线288 (或可见光激光线290)超过显示装置的显 示范围，故可将投影装置22的角度往大角度方向调整，例如调整至75度， 使得可见光激光线288 (或可见光激光线2卯)可以落在显示装置的适当 位置上。
此外，对于一般的半导体芯片测试机台而言，大约可分为进/出料区与 测试区，等待测试的待测物件放在进/出料区的托盘中，等待送入测试区测 试；而在测试区中，则由分类装置(Handler;图中未示)将托盘中的待测 物件30 (例如芯片)吸起并放置在测试插座上测试，测试完毕后，再由分 类装置将芯片吸起并放入另一托盘中。当本发明的叠料监视装置10与一 部测试机台结合时，叠料监视装置10可以设置在进料区或是出料区或是 进/出料区都设置，此时叠料监视装置10中的中央处理单元20可以设置在 测试机(tester)中。此外，为了使摄影装置24能拍摄出较清楚的待测物 件30以及可见光激光线288 (或可见光激光线290)，在本发明的另一具 体实施例中，还包含一个照明装置(图中未示)，可用来提供对目标平面28 的照明。此照明装置可以设置在摄影装置24与目标平面28之间，也可以 设置在相对投影装置22的相邻侧边或是相对侧边，其中当照明装置设置 在摄影装置24与目标平面28之间时，必须可以提供至少一个开口，以便 让摄影装置24及投影装置22的光线能够通过；此外，照明装置可以是灯 泡、发光二极管阵列或其他能提供照明的光源，本发明并未加以限制。
接着，请参照图5所示，其为本发明的叠料监视方法的流程示意图。 首先，如步骤410所示，在显示装置26上提供至少一条判断线(2842; 2862);接着，如步骤420所示，利用托盘(tray)承载至少一个待测物 件30，传送承载有至少一个待测物件30的托盘至叠料监视装置10;再接 着，如步骤430所示，提供激光光线投影在待测物件30上，并由摄影装 置24摄取在待测物件30上的可见光激光线288，并通过中央处理单元20
处理后，将可见光激光线288的位置显示在显示装置26上；然后,如步 骤440所示，判断可见光激光线288与判断线2842的相互位置，当可见 光激光线288超过判断线2842时(即位于判断线2842的右侧，如图4所 示)，叠料监视装置10即判断此位置上发生堆叠，则此时叠料监视装置 10会发出警报或是停止程序;若当可见光激光线288并未超过判断线2842 时(例如位于判断线2842的左侧)，则表示此位置上并未发生堆叠，因 此叠料监视装置10即判断正常并随即进行下一待测物件30的监测及判 断，如步骤450所示。
很明显地，本发明的叠料监视方法也可以用来判断在监测过程中，在 那些位置上是没有待测物件30的，例如，当可见光激光线290超过判断 线2862时(即位于判断线2862的左侧，如图4所示)，叠料监视装置10 即判断此位置上没有待测物件30，则此时叠料监视装置10会进行记录或 停止程序。
显然地，依照上面实施例中的描述，本发明可能有许多的修正与差异。 因此需要在其附加的权利要求项的范围内加以理解，除了上述详细的描述 外，本发明还可以广泛地在其他的实施例中施行。上述仅为本发明的较佳 实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求；凡其它未脱离本发明所揭 示的精神下所完成的等效变更或改进，均应包含在权利要求内。
权利要求
1.一种叠料监视装置，包含投影装置，提供可见光源以照射目标平面；摄影装置，用以拍摄该目标平面；及中央处理单元，设定至少一条判断线位置，并接收该摄影装置所传送的图像数据，记录该可见光源位置并与该判断线位置进行比较，在比较后进行判断。
2. 根据权利要求1所述的叠料监视装置，其特征是该中央处理单元中 包括图像处理单元。
3. 根据权利要求1所述的叠料监视装置，其特征是该中央处理单元具 有自动光学检测功能。
4. 根据权利要求1所述的叠料监视装置，其特征是该投影装置的即设 角度可以在5度至85度间调整。
5. 根据权利要求1所述的叠料监视装置，其特征是该摄影装置的即设 角度为与目标物成90度。
6. 根据权利要求1所述的叠料监视装置，其特征是进一步可包含显示 装置，用以接收并显示该中央处理单元所传送的图像数据，其中该显示装 置可显示该判断线位置。
7. —种具有叠料监视装置的测试机台，该测试机台包含中央处理单 元、进/出料区、测试区以及至少一个叠料监视装置，其中该叠料监视装置 包括投影装置，提供可见光源以照射目标平面； 摄影装置，用以拍摄该目标平面；以及显示装置，用以接收并显示该中央处理单元所传送的图像数据； 其中该中央处理单元进一步设定至少一条判断线位置，并将该判断线 送至该显示装置中显示，同时接收该摄影装置所传送的图像数据，记录该 可见光源位置并与该判断线位置进行比较以及在比较后进行判断。
8. 根据权利要求7所述的测试机台，其特征是进一步可包括照明装置 设置于该摄影装置与该目标平面之间。
9. 根据权利要求8所述的测试机台，其中该照明装置还包含至少一个 开口，以供该投影装置的可见光通过。
10. —种叠料监视的判断方法，包含 提供至少一条判断线；提供至少一个待测物件； 提供激光光线，用以投影在待测物件上；摄取待测物件上的可见光激光线，同时将该可见光激光线的位置显示；进行判断，判断该可见光激光线与该判断线的相互位置；当可见光激光线超过该判断线时，即判断此位置上发生堆叠；以及当可见光激光线未超过该判断线时，随即进行下一待测物件的监测及 判断。
全文摘要
本发明的目的是提供一种叠料监视装置，包含投影装置与摄影装置。投影装置与摄影装置分别以不同角度对目标平面投影图像并摄影画面，从而在目标平面置放物件时，在画面上呈现图像重叠于物件表面的部份，用以判断是否发生叠料的问题。
文档编号G01B11/00GK101369549SQ200710129668
公开日2009年2月18日 申请日期2007年8月14日 优先权日2007年8月14日
发明者林世芳, 林源记 申请人:京元电子股份有限公司