一种光学检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光学检测系统，所述光学检测系统包括：成像子系统以及测距子系统；其中，所述成像子系统用于通过第一光路获取芯片位置图像信息，以及通过第二光路获取基板位置图像信息；所述测距子系统用于获取至少三个不同位置处所述芯片和所述基板之间的距离信息。该光学检测系统首先使得封装的芯片和基板在同视窗内成像，对芯片和基板的位置进行初步调整，然后采用高分辨率显微成像突破衍射极限的方式进行能量探测，依据激光共聚焦原理，使得芯片和基板之间的距离测量精确度为0.1μm，极大程度的提高了芯片封装的成品率，且结构简单，成本低。 1

An optical detection system

An optical detection system is disclosed. The optical detection system includes an imaging subsystem and a range finder system. The imaging subsystem is used to obtain image information of the chip position through the first optical path, and to obtain the image information of the base position by the second optical path; the ranging subsystem is used to obtain the information. The distance information between the chip and the substrate is located in three different locations. The optical detection system first makes the encapsulated chip and substrate imaging in the same window, preliminarily adjusts the position of the chip and substrate, and then uses high resolution microscopic imaging to break through the diffraction limit. According to the principle of laser confocal, the precision of distance measurement between the chip and the substrate is 0.. The 1 micron m greatly improves the yield of chip packaging, with simple structure and low cost. One

【技术实现步骤摘要】
一种光学检测系统
本专利技术涉及芯片封装光学检测系统
，更具体地说，尤其涉及一种光学检测系统。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，各种各样的电子产品已广泛应用于人们的日常生活以及工作中，为人们的生活带来了极大的便利。基于芯片封装技术而言，是集成电路装配为芯片产品的一个过程，也就是说，将铸造生成出来的集成电路裸片放在一个起到承载作用的基板上，然后把相对应的管脚引出来，最后固定包装成一个整体。主要用于防止空气中的杂质对芯片电路的腐蚀而造成电气性能下降或损坏芯片，且封装后的芯片也便于安装和运输。芯片封装技术的好坏会直接影响到芯片本身性能的发挥，在芯片封装过程中，需要解决的问题是将芯片和基板进行对准以及对芯片和基板进行角度调整。但是，国内传统的芯片封装检测系统精度很低，且结构复杂，而国外的芯片封装检测系统精度较高，但是成本很高，没有办法普及应用。那么，如何提供一种精度高，成本低的芯片封装检测系统，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种光学检测系统，该光学检测系统检测精度高，且成本较低。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种光学检测系统，应用于芯片封装过程中芯片和基板之间的对准及角度调整，所述光学检测系统包括：成像子系统以及测距子系统；其中，所述成像子系统用于通过第一光路获取芯片位置图像信息，以及通过第二光路获取基板位置图像信息；所述测距子系统用于获取至少三个不同位置处所述芯片和所述基板之间的距离信息。优选的，在上述光学检测系统中，所述第一光路上设置有第一半反半透镜、第二半反半透镜、第一反射镜以及第一显微物镜；其中，通过所述第一显微物镜的光经过所述第一反射镜进行垂直反射，再依次透过所述第二半反半透镜和所述第一半反半透镜在所述成像子系统中进行成像。优选的，在上述光学检测系统中，所述第一显微物镜为数值孔径0.35的显微物镜。优选的，在上述光学检测系统中，所述第二光路上设置有第二反射镜、第三半反半透镜、五棱镜以及第二显微物镜；其中，通过所述第二显微物镜的光经过所述五棱镜进行多次反射，形成与入射光垂直的光，再透过所述第三半反半透镜，再经过所述第二反射镜进行垂直反射至所述第一半反半透镜上，再通过所述第一半反半透镜进行垂直反射至所述成像子系统中进行成像。优选的，在上述光学检测系统中，所述第二显微物镜为数值孔径0.35的显微物镜。优选的，在上述光学检测系统中，所述测距子系统包括：第一半反半透棱镜、第二半反半透棱镜、第三半反半透棱镜、第一激光光源、第二激光光源、第一星孔光电池以及第二星孔光电池；其中，所述第一激光光源发射出的光通过所述第一半反半透棱镜垂直反射至所述第二半反半透镜，经过所述第二半反半透镜垂直反射至所述第一反射镜，再经过所述第一反射镜垂直反射，以通过所述第一显微物镜至所述芯片上的预设位置；经过所述芯片反射回来的光通过所述第一显微物镜，经过所述第一反射镜垂直反射至所述第二半反半透镜，再经过所述第二半反半透镜垂直反射并透过所述第一半反半透棱镜，再经过所述第三半反半透棱镜进行垂直反射至所述第一星孔光电池上；所述第二激光光源发射出的光通过所述第二半反半透棱镜垂直反射至所述第三半反半透镜，经过所述第三半反半透镜垂直反射至所述五棱镜，经过所述五棱镜进行多次反射，形成与入射光垂直的光，以通过所述第二显微物镜至所述基板上的预设位置；经过所述基板反射回来的光通过所述第二显微物镜，经过所述五棱镜的多次反射，再经过所述第三半反半透镜垂直反射并透过所述第二半反半透棱镜，再经过所述第三半反半透棱镜进行垂直反射至所述第二星孔光电池上。优选的，在上述光学检测系统中，所述第一激光光源的波长为630nm-635nm，包括端点值，所述第二激光光源的波长为630nm-635nm，包括端点值。优选的，在上述光学检测系统中，所述第一星孔光电池的孔直径为0.004mm-0.006mm，包括端点值，所述第二星孔光电池的孔直径为0.004mm-0.006mm，包括端点值。通过上述描述可知，本专利技术提供的一种光学检测系统包括：成像子系统以及测距子系统；其中，所述成像子系统用于通过第一光路获取芯片位置图像信息，以及通过第二光路获取基板位置图像信息；所述测距子系统用于获取至少三个不同位置处所述芯片和所述基板之间的距离信息。该光学检测系统首先通过成像子系统对芯片和基板的相对位置进行粗调，之后再采用精确的测距子系统获取多个位置处芯片和基板之间的距离信息进行精确调整，检测精度可达0.1um，保证了芯片和基板的玩好封装，且相比较进口的检测系统成本很低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种光学检测系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种光学检测系统的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种成像子系统的光路原理示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种成像子系统的传递函数示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种测距子系统激光定位离焦能量变化分析图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参考图1，图1为本专利技术实施例提供的一种光学检测系统的结构示意图。所述光学检测系统包括：成像子系统11以及测距子系统14。其中，所述成像子系统11用于通过第一光路12获取芯片位置图像信息，以及通过第二光路13获取基板位置图像信息。所述测距子系统14用于获取至少三个不同位置处所述芯片15和所述基板16之间的距离信息。具体的，所述光学检测系统设置在光学运动平台上，光学运动平台带动所述光学检测系统在待封装的芯片15和基板16之间进行运动，实现芯片封装位置检测和角度检测。也就是说，通过成像子系统11分别对芯片15和基板16进行成像，同时成像在成像子系统11中，即在一个视窗内显示芯片位置图像和基板位置图像，便于芯片15和基板16进行第一步位姿的初步调整，之后，采用测距子系统14获取至少三个不同位置处芯片15和基板16之间的距离信息，依据该距离信息对芯片15和基板16的相对位置进行精确调整。例如，芯片和基板上均设置有相对应的标记位置，通过对二者的标记位置进行高精度的定位，以便于精确调整芯片和基板的位置关系。参考图2，图2为本专利技术实施例提供的另一种光学检测系统的结构示意图。进一步的，如图2所示，所述第一光路12上设置有第一半反半透镜21、第二半反半透镜22、第一反射镜23以及第一显微物镜24。其中，通过所述第一显微物镜24的光经过所述第一反射镜23进行垂直反射，再依次透过所述第二半反半透镜22和所述第一半反半透镜21在所述成像子系统11中进行成像。所述第二光路13上设置有第二反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学检测系统，应用于芯片封装过程中芯片和基板之间的对准及角度调整，其

【技术特征摘要】
1.一种光学检测系统，应用于芯片封装过程中芯片和基板之间的对准及角度调整，其特征在于，所述光学检测系统包括：成像子系统以及测距子系统；其中，所述成像子系统用于通过第一光路获取芯片位置图像信息，以及通过第二光路获取基板位置图像信息；所述测距子系统用于获取至少三个不同位置处所述芯片和所述基板之间的距离信息。2.根据权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，所述第一光路上设置有第一半反半透镜、第二半反半透镜、第一反射镜以及第一显微物镜；其中，通过所述第一显微物镜的光经过所述第一反射镜进行垂直反射，再依次透过所述第二半反半透镜和所述第一半反半透镜在所述成像子系统中进行成像。3.根据权利要求2所述的光学检测系统，其特征在于，所述第一显微物镜为数值孔径0.35的显微物镜。4.根据权利要求2所述的光学检测系统，其特征在于，所述第二光路上设置有第二反射镜、第三半反半透镜、五棱镜以及第二显微物镜；其中，通过所述第二显微物镜的光经过所述五棱镜进行多次反射，形成与入射光垂直的光，再透过所述第三半反半透镜，再经过所述第二反射镜进行垂直反射至所述第一半反半透镜上，再通过所述第一半反半透镜进行垂直反射至所述成像子系统中进行成像。5.根据权利要求4所述的光学检测系统，其特征在于，所述第二显微物镜为数值孔径0.35的显微物镜。6.根据权利要求4所述的光学检测系统，其特征在于，所述测距子系统包括：第一半反半透棱镜、第二半反半透棱镜、第三半反半透棱镜、第一激光光源、...

【专利技术属性】
技术研发人员：马洪涛，金辉，李旭，韩冰，鞠德涵，
申请(专利权)人：长春长光精密仪器集团有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22