用于检测至少一个组件的光学组件检测系统和方法

文档序号:1590785 发布日期:2020-01-03 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 用于检测至少一个组件的光学组件检测系统和方法 (Optical component inspection system and method for inspecting at least one component ) 是由 乌韦·弗朗茨·奥格斯特 于 2018-03-13 设计创作,主要内容包括:公开了一种用于检测至少一个组件的至少一个表面的光学组件检测系统,其中,容纳部配置成将组件定位在照相机装置之前,以便借助照相机装置检测组件的第一表面。照相机装置包括图像传感器,其配置成接收组件的第一表面的反射光。光学组件检测系统还包括布置在反射光至图像传感器的光路中的第一光学有效元件和用于第一光学有效元件的调节装置。调节装置包括用于第一光学有效元件的支架。支架固定在空心圆柱形的镜筒的内侧上并且镜筒的纵向中心线与第一光学有效元件的光学轴线同轴。支架至少在镜筒纵向方向上可弹性弯曲。此外,调节装置包括配置成调节光学有效元件和图像传感器之间的相对距离的第一执行装置,以便使光学有效元件沿着光学轴线相对于图像传感器移位。(An optical component inspection system for inspecting at least one surface of at least one component is disclosed, wherein a receptacle is configured to position the component in front of a camera device for inspection of a first surface of the component by means of the camera device. The camera device includes an image sensor configured to receive reflected light of the first surface of the component. The optical component detection system further comprises a first optically active element arranged in the optical path of the reflected light to the image sensor and an adjustment means for the first optically active element. The adjusting device comprises a holder for the first optically active element. The holder is fixed on the inside of a hollow cylindrical barrel and the longitudinal center line of the barrel is coaxial with the optical axis of the first optically effective element. The holder is elastically bendable at least in the lens barrel longitudinal direction. Furthermore, the adjustment device comprises a first actuator configured to adjust the relative distance between the optically active element and the image sensor so as to displace the optically active element along the optical axis relative to the image sensor.)

用于检测至少一个组件的光学组件检测系统和方法

技术领域

半导体组件应用于多种技术领域,例如半导体电子设备、光伏、光学探测器和辐射源(例如发光二极管)的制造。半导体组件的广泛应用对半导体组件制造商提出更高的要求,特别是在品质方面。半导体组件中或半导体组件上的缺陷或损坏是不期望的,因为缺陷或损坏会导致半导体组件的功能不良。因此,在制造时就检查半导体组件是否有缺陷和损坏。检查半导体组件的一种方法是,借助微米级光学系统对半导体组件进行成像。

但是光学系统的传统结构具有较低的景深。如果待检验的半导体组件的待成像的表面相对于光学系统的图像传感器的图像传感器表面倾斜,则半导体不能在图像中完全清楚地成像出来。其次,在光学系统中构建的光学组件通常具有较大的质量。因此,调整过程会比较缓慢,或通过调节组件改变焦点时光学系统会振动,从而使得图像品质明显变差。因此必须等待直至振动衰减,才能拍摄图像。在连续地制造和检查半导体组件的过程中这种增加的图像获取时间导致半导体组件产量降低。

背景技术

DE 10 2008 018 586 A1涉及一种用于检测组件的至少一个表面的光学检测装置。组件借助固紧元件而指向照相机装置并且组件的第一表面被光源以在短波范围中的第一光束照射。此外,检测装置包括第二光源,第二光源以长波范围中的第二光束来照射到组件的第二表面上,其中,组件的第二表面与第一表面相对。借助照相机装置接收在各表面上反射的光束。

JP 2016 128 781公开了用于检查电子组件的装置。该装置包括第一和第二图像拾取器件,其拍摄电子组件的不同区域的图像,其中,这些区域是长方体的两个不同区域。

发明内容

本申请的目的是提供用于检测组件的高效的光学组件检测系统。

提出一种用于检测至少一个组件的至少一个表面的光学组件检测系统。容纳部配置成将组件定位在照相机装置之前,以便借助照相机装置检测组件的第一表面。照相机装置包括图像传感器,其配置成接收组件的第一表面上的反射光。光学组件检测系统还包括布置在反射光至图像传感器的光路中的第一光学有效元件和用于第一光学有效元件的调节装置。调节装置包括用于第一光学有效元件的支架。支架固定在空心圆柱形的镜筒的内侧上并且镜筒的纵向中心线与第一光学有效元件的光学轴线同轴。支架至少在镜筒纵向方向上可弹性弯曲。此外,调节装置包括用于调节光学有效元件和图像传感器之间的相对距离的第一执行装置,以便使光学有效元件沿着光学轴线相对于图像传感器移位。

通过可弹性弯曲的支架,在没有相应螺纹或光学有效元件的可纵向调节的支座的情况下就能够保持住第一光学有效元件。如果光学有效元件为消色差透镜,则消色差透镜的透镜对(例如由火石玻璃透镜和冕牌玻璃透镜构成)由支架保持。因此,透镜对的支座是多余的,且光学有效元件的待移动质量以及光学组件检测系统的整体质量得以降低。由于光学有效元件与支架的质量较低,施加相对较小的力就能够调节光学有效元件的位置。较低的质量允许对光学有效元件进行低惯性操控;由此可快速再调节组件的清晰度平面。

可弹性弯曲的支架可包括含橡胶的材料或螺旋弹簧或构造成波纹管。可替代地,支架可构造成盘簧,其中,盘簧在中心线中具有容纳第一光学有效元件的开口。

由此可明显减弱或完全避免施加到光学有效元件上的来自外源的诸如振动这样的干扰。因此借助光学组件检测系统实施的测量更不易被干扰。

此外,可弹性弯曲的支架由于其弹性性能可连续拉伸或收缩,从而能够精确调节第一光学有效元件的位置。

在实际的生产环境中,组件可能无法精确地对准光学设备。在这种情况下,无法以足够的景深完全清晰地成像组件。借助本文提出的光学组件检测系统能够迅速实施一系列的多个图像的拍摄。

光学组件检测系统的良好且快速的可调节性,允许更快速且更精确地进行组件测量,从而实现高产量。

图像传感器可为CCD芯片。在其它变体中,图像传感器可为CMOS芯片或对某些波长范围敏感的图像传感器,例如微测辐射热计阵列或热释电阵列。

镜筒可以具有较低的导磁率。在一种变体中,镜筒具有顺磁材料。此外,镜筒至少具有铝或塑料。

线圈可贴靠在镜筒上或与镜筒间隔开。线圈的位置在光学轴线上相对于支架的位置偏置。

支架具有第一端部区域,支架在第一端部区域中固定在镜筒上。支架还具有第二端部区域,第一光学有效元件保持在第二端部区域上。在静止状态下,支架的第一端部区域的位置相对于光学轴线而言与线圈的一端的位置一致。在另一变体中,支架的第一端部区域的位置相对于光学轴线而言位于线圈之内或之外。可替代地或此外,支架的第二端部区域相对于光学轴线而言位于线圈之内或之外。

第一执行装置的支架可至少部分地被线圈包围。控制装置配置成控制输送给线圈、用于产生磁场的电流。支架还具有含软铁的或永磁的轭作为含软铁的或永磁的组件,其配置成根据输送给线圈的电流来使支架沿着镜筒的纵向中心线移位。

通过该结构降低了对用于调节相对距离的器件的磨损或损耗。此外,能通过由磁场产生、施加到支架上的力实现相对距离的精确调节。

如果具有含软铁的轭的支架布置在线圈的一端处,则该力朝线圈中心的方向作用到支架上。如果降低磁场且随后断开,则不再有力作用到支架上。支架此时重新处于其初始位置。

如果支架具有永磁的轭,则根据电流通过线圈的流动方向和永磁组件的北极和南极的定向,支架能够朝两个方向拉伸。相应地,借助永磁组件可朝两个方向有针对性地调节相对距离。

容纳部配置成将组件定位在照相机装置之前,使得组件的清晰度平面至少部分地投影在图像传感器的图像传感器表面上。

光学组件检测系统还可包括被控制装置控制、用于调节图像传感器的第二执行装置,以便使图像传感器沿着光学轴线相对于第一光学有效元件移位。

第二执行装置可包括至少一个压电致动器或微动式线性运行的轴系统。微动式线性运行的轴系统可为由各推杆构成的系统。

借助第二执行装置可使图像传感器沿着光学轴线移位并且将清晰度平面投影到图像传感器的图像传感器表面上。因此,可允许光学设备对组件快速聚焦。

因此,即使在借助图像传感器第一次拍摄组件时,就能够在图像中清晰成像组件的特定部分。

此外,光学组件检测系统可以包括光源,光源配置成将光发送到组件的表面上。光源配置成将预定波长或预定波长范围的光发送到组件的表面上。由光源发出的光可为波长在约380nm至780nm范围中的可见光、红外光和/或偏振光。此外,图像传感器在红外线中或对偏振光具有敏感度。

作为选项,控制装置可配置成通过控制第一和/或第二执行装置来调节第一光学有效元件和图像传感器之间的相对距离,以便使反射光的清晰度平面投影到图像传感器的面向反射光的图像传感器表面上。

通过控制第一和/或第二执行装置可快速且精确地调节第一光学有效元件和图像传感器之间的相对距离,从而将清晰度平面投影到图像传感器的图像传感器表面上。

光学组件检测系统的图像处理装置可配置成借助图像传感器来拍摄组件的第一图像。图像传感器将第一图像提供给图像处理装置。图像处理装置基于所产生的第一图像,确定反射光的清晰度平面是否基本上完全投影到图像传感器的图像传感器表面上。在反射光的清晰度平面没有基本上完全投影到图像传感器的图像传感器表面上的情况下,图像处理装置配置成确定第一图像的第一多个图像区域中的第一图像区域,在该第一图像区域中反射光的清晰度平面的第一部分区域投影在图像传感器的图像传感器表面上。

此外,图像处理装置配置成确定第一图像的第一多个图像区域中的第二图像区域,在该第二图像区域中反射光的清晰度平面的第二部分区域没有投影在图像传感器的图像传感器表面上。图像处理装置还配置成向控制装置提供控制命令。控制装置配置成基于控制命令来控制第一和/或第二执行装置,以便调节光学有效元件和图像传感器之间的相对距离。在这种情况下,如此调节反射光的清晰度平面的第二部分区域,使得反射光的清晰度平面投影在图像传感器的图像传感器表面上。

图像处理装置还配置成,借助图像传感器来拍摄组件的第二图像。在第二图像中,图像处理装置确定第二图像的第二多个图像区域中的第三图像区域,在该第三图像区域中反射光的清晰度平面的第一部分区域没有投影在图像传感器的图像传感器表面上。此外,图像处理装置确定第二图像的第二多个图像区域中的第四图像区域,在该第四图像区域中反射光的清晰度平面的第二部分区域投影在图像传感器的图像传感器表面上。

如果组件没有在图像中清晰成像,则可通过前述过程对组件产生组件至少两个图像,其中每个图像的图像区域分别清晰成像组件的一部分。此外,检测为不清晰的图像区域在下一个图像中清晰成像,从而实现了整个组件的检查。

在第一替代方案中,图像处理装置可配置成借助图像传感器来拍摄第一图像,图像传感器将第一图像提供给图像处理装置。图像处理装置还配置成将控制命令提供给控制装置以控制第一和/或第二执行装置,以便以预定路径长度调节第一光学有效元件和图像传感器之间的相对距离。此外图像处理装置配置成借助图像传感器来拍摄第二图像,其中,图像传感器将第二图像提供给图像处理装置。

图像处理装置可在拍摄第一图像后的预定时间段之后将控制命令提供给第一和/或第二执行装置。

预定路径长度可与第一和/或第二光学有效元件的光学特性和/或组件的表面的尺寸相关。优选地根据景深对预设路径长度进行预设,使得预定路径长度小于、等于或大于景深。

在预定路径长度小于或等于景深的情况下,通过所拍摄的图像的各个清晰成像的图像区域,来整体检查组件表面是否有缺陷。如果预定路径长度大于景深,则可检查组件的预定表面区域是否有缺陷。相应地,不检查其他的表面区域是否有缺陷。如此以较少的计算成本和/或在短时间内检查表面区域是否有缺陷。

在第二变体中,图像处理装置可配置成借助图像传感器来拍摄第一图像,图像传感器将第一图像提供给图像处理装置。图像处理装置还配置成将控制命令提供给控制装置以控制第一和/或第二执行装置,以便在拍摄第一图像期间以预定速度调节第一光学有效元件和图像传感器之间的相对距离。此外,图像处理装置配置成借助图像传感器来拍摄第二图像,图像传感器将第二图像提供给图像处理装置。在第一图像之后或在拍摄第一图像后的预定时间段之后,调节第一光学有效元件和图像传感器之间的相对距离,在此期间同时拍摄第二图像。在另一替代方案中,在第一光学有效元件和图像传感器之间的相对距离发生预定长度改变之后拍摄第二图像。

在拍摄第二图像之后,图像处理装置可配置成将另一控制命令提供给第一和/或第二执行装置,以便停止对第一光学有效元件和图像传感器之间的相对距离的调节。

预定速度可与第一和/或第二光学有效元件的光学特性、组件表面的尺寸、第一和/或第二光学有效元件和/或图像传感器的质量及其对第一和/或第二执行装置的响应相关。

如此选择预定速度,使得在拍摄图像期间,对图像传感器和第一光学有效元件之间的相对距离的调节不大于景深。因此,尽管同时地调节图像传感器和第一光学有效元件之间的相对距离,也足够清楚地拍摄图像。通过继续调节图像传感器和第一光学有效元件之间的相对距离,无需使图像传感器和/或第一光学有效元件停止并重新加速。这产生的优点是避免了因图像传感器和/或第一光学有效元件加速和停止而导致的振动。另一优点是将用于检查组件是否有缺陷的时间最小化,因为对图像传感器和/或第一光学有效元件仅需加速和停止一次。

第一和第二替代方案的图像处理装置可配置成,在拍摄第一图像之后或在拍摄第二图像之后确定第一图像的第一多个图像区域中的第一图像区域。在第一图像区域中,反射光的清晰度平面的第一部分区域投影在图像传感器的图像传感器表面上。此外或替代地,图像处理装置确定第一图像的第一多个图像区域中的第二图像区域,在第二图像区域中,反射光的清晰度平面的第二部分区域没有投影在图像传感器的图像传感器表面上。

此外,图像处理装置额外或替代地在拍摄第二图像之后确定第二图像的第二多个图像区域中的第三图像区域。在第三图像区域中,反射光的清晰度平面的第一部分区域没有投影在图像传感器的图像传感器表面上。额外或替代地,图像处理装置还确定第二图像的第二多个图像区域中的第四图像区域,在第四图像区域中,反射光的清晰度平面的第二部分区域投影在图像传感器的图像传感器表面上。

图像处理装置还可配置成在拍摄第二图像之后将控制命令提供给控制装置以控制第一和/或第二执行装置,以便在拍摄第二图像之后将第一光学有效元件和图像传感器之间的相对距离调节到其初始长度。

第一图像的第一和第二图像区域可分别成像组件的一部分,该部分基本上对应于组件的第二图像的第三和第四图像区域中的部分。第一图像的第一和第二图像区域形成完整组件。

第一图像的第一多个图像区域可对应于第二图像的第二多个图像区域。

第一图像的第一和第二图像区域和/或第二图像的第三和第四图像区域可为相连的图像区域。替代地,第一图像的第一和第二图像区域和第二图像的第三和第四图像区域可至少部分重叠。

在第一图像中清晰度平面的第一部分区域和在第二图像中清晰度平面的第二部分区域在预定景深之内投影到图像传感器的图像传感器表面上。同时,在第一图像中清晰度平面的第二部分区域和在第二图像中清晰度平面的第一部分区域在预定景深之外投影到图像传感器的图像传感器表面上。

图像处理装置可配置成从第一图像中切出第一图像区域且从第二图像中切出第四图像区域。此外,图像处理装置配置成将切出的第一和第四图像区域组合,以产生第三图像。

通过所产生的第三图像,在检查组件是否有损坏或缺陷时仅需由图像处理装置检查一个图像而不是两个图像,从而降低了用于检查图像的时间和计算成本。

图像处理装置还可配置成,基于第一图像的第一图像区域和/或第二图像的第四图像区域和/或第三图像,确定组件是否具有至少一个缺陷。如果图像处理装置确定有至少一个缺陷,则图像处理装置配置成提供关于组件的缺陷信息。

光学组件检测系统可包括位置检测传感器,其配置成确定第一光学有效元件和/或图像传感器的图像传感器表面的位置和/或方位。位置检测传感器还配置成将关于第一光学有效元件和/或图像传感器的图像传感器表面的位置和/或方位的信息提供给控制装置,控制装置基于提供的信息控制第一和/或第二执行装置。位置检测传感器可为光学或(电子)机械的位置检测传感器。

位置检测传感器可安装在镜筒的内侧上。在另一变体中位置检测传感器可集成在图像传感器中。支架在面向图像传感器的表面区域上具有图案。图像传感器配置成识别表面区域上的图案并且基于所识别的表面区域来确定光学有效元件的位置和/或方位。

通过所提供的信息使得控制装置能够精确定位第一光学有效元件和/或图像传感器,以便使反射光的清晰度平面投影在组件的图像传感器表面上。

照相机装置可包括在光路中、在第一光学有效元件和图像传感器之间的第二光学有效元件。第二光学有效元件的光学轴线与第一光学有效元件的光学轴线同轴。

第一光学有效元件可为消色差透镜或复消色差透镜和/或第二光学有效元件可为聚光透镜。

光的折射率从红色到蓝色连续增加并因此透镜的焦距降低。为了补偿或校正成像误差,使用消色差透镜。

此外,提出用于检测至少一个组件的至少一个表面的光学组件检测系统。容纳部配置成使组件定位在照相机装置之前,以便借助照相机装置检测组件的第一表面。照相机装置包括图像传感器,其配置成接收组件的第一表面上的反射光。光学组件检测系统还包括布置在反射光至图像传感器的光路中的第一光学有效元件和用于第一光学有效元件的调节装置。调节装置包括用于第一光学有效元件的支架。支架借助线性引导装置固定在空心圆柱形的镜筒的内侧上并且镜筒的纵向中心线与第一光学有效元件的光学轴线同轴。线性引导装置配置成平行于光学轴线引导支架。调节装置还包括用于调节光学有效元件和图像传感器之间的相对距离的第一执行装置,以便使第一光学有效元件相对于图像传感器移位。

此外,提出一种用于光学有效元件的调节装置,调节装置包括用于第一光学有效元件的支架。支架固定在空心圆柱形的镜筒的内侧上并且镜筒的纵向中心线与第一光学有效元件的光学轴线同轴。支架至少在镜筒纵向方向上可弹性弯曲。此外,调节装置包括用于调节支架的第一执行装置,以便使第一光学有效元件沿着光学轴线相对于镜筒移位。

此外,提出一种用于光学有效元件的调节装置,调节装置包括用于第一光学有效元件的支架。支架借助线性引导装置固定在空心圆柱形的镜筒的内侧上并且镜筒的纵向中心线与第一光学有效元件的光学轴线同轴。直线导向装置配置成平行于光学轴线引导支架。此外,调节装置包括用于调节支架的第一执行装置,以便使第一光学有效元件沿着光学轴线相对于镜筒移位。

此外,提出用于检测至少一个组件的至少一个表面的方法,所述方法具有以下步骤:将组件对准照相机装置;借助照相机装置检测组件的第一表面;借助照相机装置的图像传感器接收组件的第一表面上的反射光;借助沿纵向方向可弹性弯曲的支架将第一光学有效元件保持在反射光的光路中,其中,该纵向方向平行于光学有效元件的光学轴线;调节图像传感器和第一光学有效元件之间的相对距离,以便使第一光学有效元件沿着光学轴线相对于图像传感器移位。

该方法还可包括以下步骤:调节图像传感器和第一光学有效元件之间的相对距离,以便使图像传感器沿着光学轴线相对于第一光学有效元件移位;以及作为选项,调节图像传感器和第一光学有效元件之间的相对距离,以便将反射光的清晰度平面投影到图像传感器的面向反射光的图像传感器表面上。

该方法还可包括以下步骤:用光照射组件的第一表面。所述光可为特定波长的光或特定波长范围的光。

该方法还可包括以下步骤:拍摄第一图像;基于第一图像来确定反射光的清晰度平面是否基本上完全地投影到图像传感器的图像传感器表面上;并且如果反射光的清晰度平面没有基本上完全地投影到图像传感器的图像传感器表面上,则确定第一图像的第一多个图像区域中的第一图像区域,在该第一图像区域中反射光的清晰度平面的第一部分区域投影在图像传感器的图像传感器表面上;确定第一图像的第一多个图像区域种的第二图像区域,在该第二图像区域中反射光的清晰度平面的第二部分区域没有投影在图像传感器的图像传感器表面上;调节第一光学有效元件和图像传感器之间的相对距离,以便将反射光的清晰度平面的第二部分区域投影在图像传感器的图像传感器表面上;拍摄第二图像;确定第二图像的第二多个图像区域中的第三图像区域,在该第三图像区域中反射光的清晰度平面的第一部分区域没有投影在图像传感器的图像传感器表面上;确定第二图像的第二多个图像区域中的第四图像区域,在该第四图像区域中反射光的清晰度平面的第二部分区域投影在图像传感器的图像传感器表面上。

在第一替代方案中,该方法可包括以下步骤:拍摄第一图像;将图像传感器和第一光学有效元件之间的相对距离调节预定路径长度;拍摄第二图像。

在第二替代方案中,该方法可包括以下步骤:拍摄第一图像;在拍摄第一图像期间以预定速度调节图像传感器和第一光学有效元件之间的相对距离;在拍摄第一图像之后或在拍摄第一图像之后的预定时间段之后,调节图像传感器和第一光学有效元件之间的相对距离,在此期间同时拍摄第二图像。

根据第一和第二替代方案的方法还可包括以下步骤:确定第一图像的第一多个图像区域中的第一图像区域,在该第一图像区域中反射光的清晰度平面的第一部分区域投影在图像传感器的图像传感器表面上;和/或确定第一图像的多个图像区域中的第二图像区域,在该第二图像区域中反射光的清晰度平面的第二部分区域没有投影在图像传感器的图像传感器表面上;和/或确定第二图像的第二多个图像区域中的第三图像区域,在该第三图像区域中反射光的清晰度平面的第一部分区域没有投影在图像传感器的图像传感器表面上;和/或确定第二图像的第二多个图像区域中的第四图像区域,在该第四图像区域中反射光的清晰度平面的第二部分区域投影在图像传感器的图像传感器表面上。

该方法还可包括以下步骤:从第一图像中切出第一图像区域且从第二图像中切出第四图像区域;将切出的第一和第四图像区域组合,以产生第三图像。

该方法还可包括以下步骤:基于第一图像的第一图像区域和/或第二图像的第四图像区域和/或第三图像,确定组件是否具有至少一个缺陷;并且如果组件具有至少一个缺陷,则提供关于组件的缺陷信息。

尽管前述的一些方案中涉及方法,这些方案也可适用于装置。同样地,前面关于装置的各方案可相应地适用于方法。

附图说明

更多其他的目的、特征、优点和应用方案参考以下结合附图理解的非限制性的实施例的描述。在这种情况下,所有描述和/或示出的特征本身或任意结合,不管它们在各权利要求中的组合或关系如何,都显示了本文公开的主题。在附图中示出的部件的尺寸和比例在此不一定按比例示出;在待实现的实施方式中可与之不同。

图1示出了用于光学有效元件的调节装置的示意性侧视图;

图2和图3示出了调节装置的支架的实施例的俯视图;

图4示出了用于检测至少一个组件的至少一个表面的光学组件检测系统的示意性侧视图;

图5和图6示意性示出了具有不同清晰度的图像区域的不同图像拍摄;

图7示意性地示出了图像照片,其由先前图像拍摄的图像区域构成;

图8至图10示出了待成像的组件的清晰平面相对于光学组件检测系统的图像传感器的侧视图;

图11示出了时间-速度图,根据其来改变光学有效元件和光学组件检测系统的图像传感器之间的相对距离;

图12示出了时间-聚焦路径图,根据其来解释用于拍摄组件的图像的实施例;

图13示出了另一时间-聚焦路径图,根据其可解释用于拍摄组件图像的另一实施例。

此处描述的设备变体及其功能和运行方案仅用于更好地理解其结构、工作方式和性能;它们不将本发明限制于实施例。附图部分是示意性的,其中主要性能和效果部分被明显放大地示出,以便阐明功能、作用原理、技术方案和特征。在这种情况下,在附图或文本中公开的每种工作方式、每种原理、每个技术方案和每个特征都可与所有权利要求中、说明书中以及其他附图中的每个特征、本公开内容中包含或从中得出的其他工作方式、原理、技术方案和特征自由且任意组合,从而使得所有可想到的组合都与本发明的所述设备相关联。在这种情况下,包括在文本中,即在说明书的每个段落中、在各权利要求中的所有单个的实施方式之间的组合以及在说明书中、在各权利要求中以及在附图中的不同变体之间的组合包括在本文中并且能够成为其他权利要求的主题。各权利要求也不限于公开内容以及所有示出特征彼此的组合方案。所有公开的特征的单个或与所有其他特征的组合也被被明确公开。

具体实施方式

在附图中彼此相应的或功能类似的组件设有一致的附图标记。现将根据实施例对装置和方法进行描述。

在图1中示出用于作为第一光学有效元件的消色差透镜130的调节装置100。消色差透镜130由火石玻璃透镜130B和冕牌玻璃透镜130A构成。调节装置100包括用于消色差透镜130的支架140。支架140固定在空心圆柱形镜筒110的内侧上并且镜筒110的纵向中心线与消色差透镜130的光学轴线OA同轴。在本实施例中支架140构造成环形。支架140通过支架140的开口容纳消色差透镜130,使得消色差透镜的光学轴线OA与镜筒110的纵向中心线同轴。镜筒110具有较小的导磁率(导磁系数μ>1)和顺磁材料。该顺磁材料是铝。在另一变体中镜筒110具有塑料作为材料。

支架140至少在镜筒纵向方向上可弹性弯曲。为此,支架140具有含橡胶的材料,该材料可弹性变形。在另一变体中,支架140构造成波纹管或螺旋弹簧。在又一变体中支架140构造成盘簧,其保持住消色差透镜130,使得其光学轴线OA与镜筒110的纵向中心线同轴。

如图1中所示,支架140在第一端部区域处固定至镜筒110。沿着光学轴线OA,支架140的壁厚朝向支架140的保持消色差透镜130的第二端部区域减小。在这种情况下,支架140的第二端部区域不固定在镜筒110上并且在与光学轴线OA垂直的方向上与镜筒110间隔开。为此,支架140具有至少一个凹口,其用作消色差透镜130的支座。在该凹口中容纳并且保持消色差透镜130。

调节装置100还包括用于调节支架140的第一执行装置120,以使消色差透镜130沿着光学轴线OA相对于镜筒110移位。为此,第一执行装置120在图1中具有线圈121,其至少部分地包围支架140。

在图1中,线圈121贴靠在镜筒110上。在另一变体中,线圈121与镜筒110间隔布置。

在图1中,支架140的第一端部区域相对于光学轴线OA而言布置在线圈121之外。另一方面,支架140的第二端部区域相对于光学轴线OA而言位于线圈121之内。

在另一变体中,支架140的第一端部区域的位置相对于光学轴线OA而言与线圈121的一端部一致。在另一变体中,支架140的第一端部区域的位置相对于光学轴线OA而言位于线圈121之内或之外。在又一变体中,支架140的第二端部区域相对于光学轴线OA而言位于线圈121之内或之外。

支架140在支架140的第二端部处具有含软铁的轭141、142。在另一变体中,支架140具有永磁的轭141、142。在图1中,支架140在支架140的第二端部区域处具有轭141、142。轭141、142与支架140的支座相对布置。在另一变体中,轭141、142位于消色差透镜130和支架140之间。

当电流流过线圈121时,在线圈内产生磁场。在对线圈121通电时,磁场将力作用到含软铁的轭141、142上,该力将含软铁的轭141、142拉向线圈121的中心。含软铁的轭141、142是具有高纯度值的非合金铁。支架140由此被拉伸或压缩(视线圈120沿着光学轴线OA相对于含软铁的轭141、142而言布置在何处而定),因为支架140一方面牢固地固定在镜筒110的内侧。另一方面,又由磁场将支架140的含软铁的轭141、142拉向线圈121的中心。由于施加的磁场,支架140以这样方式被拉伸或压缩,即使消色差透镜130与支架140的位置沿着光学轴线OA移位。消色差透镜130的定向不改变,从而通过使消色差透镜130的位置移位,仅消色差透镜130的焦点沿着光学轴线OA移位。

在另一变体中,支架140具有永磁的轭141、142。永磁的轭141、142沿与光学轴线OA平行的纵向方向延伸。永磁的轭141、142的北极和南极如此定向,使得北极和南极沿着光学轴线OA分别在相反方向上定向。在这种情况下,支架140根据线圈121中的电流的电流方向而发生变形。因此,支架140在第一方向和第二方向上变形,其中,第二方向与第一方向相反。

因为支架140可弹性弯曲,所以其具有反作用于变形的变形阻力。在支架140变形时,由变形阻力产生的力会根据支架140的变形程度而增加或减小。因此,如果产生磁场并且借助由磁场产生的力使支架140变形,则由变形阻力产生的力和由磁场产生的力形成力平衡。如果磁场减小并且最终断开,则支架140由于其可弹性弯曲的特性而重新处于初始位置。相应地,通过有针对性地控制电流的电流强度来调节支架140沿光学轴线OA的位置。

因此通过在图1中示出的构造实现了用于光学有效元件的轻型构造。此外,消色差透镜130由于支架140而不太容易振动,因为来自外部源的振动会被支架140减弱。在需要调节消色差透镜130的焦点时,通过相应的磁场使支架140变形。对此仅有较小的质量发生运动,从而使执行装置120的振动最小。

在另一实施例中,调节装置100包括线性引导装置(未示出)以取代线圈121。该线性引导装置适于平行于光学轴线OA引导支架140。相应地,可沿着光学轴线OA可调节支架140以及消色差透镜130的位置。调节装置100包括驱动装置(未示出),其适于沿着该线性引导装置移动支架140。

在图2和图3中示出了支架140的可能的实施例。图2和图3示出了支架140,轭141、142和消色差透镜130的俯视图。

在图2中,支架140由一起保持消色差透镜130的至少两个支架件143、144构成。在一种变体中,消色差透镜130布置在该两个支架件143、144之间,使得该两个支架件143、144相对布置。在另一变体中,该支架具有至少四个支架件(未示出),其每一个以90°围绕光学轴线OA错开布置并且保持消色差透镜130。

根据在图3中示出的支架140的变体,支架140在该两个支架件143、144中分别具有轭141、142。在具有四个支架件的变体中,支架140至少在两个支架件中分别具有一个轭或在所有四个区域中分别具有一个轭。

图3示出了支架140的另一变体,其中支架140构造成环形支架145,以便保持消色差透镜130。

根据在图4中示出的变体,轭146是环形的。在环形的轭146中由磁场产生的感应电流被环形的轭146中的多个缝隙抑制。通过环形的轭146,由磁场产生的力均匀地作用在支架140上并且使其均匀变形。可替代地,该轭可如针对图3所描述的那样构造。

在图4中示出了用于检测作为组件的半导体芯片B的至少一个表面O的光学组件检测系统200。光学组件检测系统200包括容纳部150。容纳部150配置成将半导体芯片B定位在照相机装置220之前,以借助照相机装置220检测半导体芯片B的第一表面O。在图4中第一表面是半导体芯片B的侧表面。但是容纳部150不只是使半导体芯片B以该表面O对准照相机装置220。容纳部150配置成将半导体芯片B以半导体芯片B的另一表面指向照相机装置220,以便也检查半导体芯片B的其他表面。此外,光学组件检测系统200包括光源(未示出),其配置成将光发送给半导体芯片B的第一表面O或对半导体芯片B进行照明。该光源配置成利用特定波长或特定波长范围的光对半导体芯片B进行照明。在一种变体中,由该光源发出的光是波长在大约380至790nm范围内的可见光。在其它变体中使用红外光或偏振光。

照相机装置220包括作为图像传感器的CCD芯片230,其配置成接收在半导体芯片B的第一表面O处反射的光。在其它变体中,该图像传感器可以是CMOS芯片或对于某些波长范围敏感的图像传感器,诸如微测辐射热计阵列或热释电阵列。取决于所用的光波长范围,CCD芯片针对相应的光范围或偏振光具有适应的敏感性。在反射光L的光路中,还布置如图1中示出的调节装置100以及作为第一光学有效元件的消色差透镜130。此外,聚光透镜160是消色差透镜130和CCD芯片230之间的光路中的第二光学有效元件。聚光透镜160的光学轴线与消色差透镜130的光学轴线OA同轴。

在图4中示出的光学组件检测系统200中,调节装置100包括作为第一执行装置120的线圈121。在该实施例中,支架140可沿镜筒110的镜筒纵向方向弹性弯曲。

可替代地,光学组件检测系统200包括线性引导装置以取代线圈121。支架140经由该线性引导装置固定在镜筒110的内侧上。此外,该线性引导装置适于平行于光学轴线OA引导支架140。该线性引导装置构造成平行于光学轴线OA延伸的导轨。在另一变体中,该线性引导装置构造成两个导轨。在这种情况下,两个导轨对称地与轴线OA相对。

在图4中,半导体芯片B的第一表面O不是平行于CCD芯片230的图像传感器表面231来布置,而是以角度α相对于光学轴线OA倾斜。角度α在图4中大于或小于90°。

图4中的光学组件检测系统200还包括控制装置ECU,其配置成控制第一执行装置120。控制装置ECU相应地配置成控制输送给线圈121的电流以及调节消色差透镜130和CCD芯片230(或CCD芯片230的图像传感器表面231)之间的相对距离。如果光学组件检测系统200包括直线驱动装置以取代线圈121,则控制装置ECU配置成控制使支架140沿着该线性引导装置移动的马达。

在图4中,控制装置ECU包括图像处理装置BV。在另一变体中,控制装置ECU和图像处理装置BV可以是配置成彼此通信的两个独立单元。

此外,图4中的光学组件检测系统200具有由控制装置ECU控制的第二执行装置240。第二执行装置240用于调节CCD芯片230,以便使CCD芯片230沿着光学轴线OA相对于消色差透镜130移位。

光学组件检测系统200还包括位置检测传感器250,其配置成确定消色差透镜130和/或CCD芯片230的图像传感器表面231的位置和/或方位。在图1中,位置检测传感器250布置且固定在镜筒110的内侧且与轭142相对布置。在另一变体中,位置检测传感器250可以布置和固定在镜筒110的内侧且与轭141相对布置。

在另一变体中,位置检测传感器250可以集成在CCD芯片230中。在这种情况下,支架140在面对CCD芯片230的至少一个表面区域上具有标记。CCD芯片230配置成检测该标记且基于所检测的标记来确定消色差透镜130的位置和/或方位。

位置检测传感器250将关于消色差透镜130和/或CCD芯片230的图像传感器表面231的位置和/或方位的信息提供给控制装置ECU,控制装置ECU基于所提供的信息来控制第一和/或第二执行装置120、240。位置检测传感器250是光学位置检测传感器,但是在另一变体中可以是(电子)机械的位置检测传感器。

在图4中,控制装置ECU配置成通过控制第一和/或第二执行装置120、240来调节消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离,以便将反射光L的清晰度平面SE投影到CCD芯片230的面向反射光L的图像传感器表面231上。

在一种可行的情况下,半导体芯片B的表面O基本上平行于CCD芯片230的图像传感器表面231。控制装置ECU控制第一和/或第二执行装置120、240,使得清晰度平面SE投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。

如果CCD芯片230此时拍摄半导体芯片B的图像,则半导体芯片B在该图像中清晰地成像,并且检查半导体芯片B可能具有的缺陷或损坏。如果图像处理装置BV检测到缺陷或损坏,则图像处理装置BV提供关于半导体芯片B的缺陷信息。

第一和/或第二执行装置120、240适于在几毫秒内将消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离增大或减小100μm。具体而言,第一和/或第二执行装置120、240配置成在2至10ms内、优选在约5ms之内将相对距离改变100μm。消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离以如下方式增大和减小,即尤其沿着运动方向不会出现或产生消色差透镜130和/或CCD芯片230的过度振动。

因为图4中的半导体芯片B相对于CCD芯片230的图像传感器表面231倾斜,因此控制装置ECU不可能通过调节消色差透镜130和CCD芯片230的图像传感器表面231之间的相对距离来使反射光L的清晰度平面基本上完全地投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。

图像处理装置BV配置成通过CCD芯片230来拍摄第一图像BA。基于由CCD芯片230拍摄的第一图像BA,图像处理装置BA确定反射光L的清晰度平面SE是否基本上完全地投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。如果图像处理装置BV确定清晰度平面SE没有基本上完全地投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上,则图像处理装置BV确定第一图像BA的第一多个图像区域B1、B2的第一图像区域B1。在第一图像区域B1中,反射光L的清晰度平面SE的第一部分区域投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。

在图5中示意性地示出了所拍摄的第一图像BA,其中具有黑色实线的图像区域是清晰成像的图像区域。换句话说,具有黑色实线的图像区域是某些区域,在这些区域中反射光L的清晰度平面SE的部分区域投影到了CCD芯片230的图像传感器表面231上。具有黑色虚线的图像区域是这样的图像区域,该图像区域模糊,或在该图像区域中清晰度平面SE的部分区域没有投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。

图像处理装置BV基于第一图像BA确定该第一多个图像区域B1、B2中的第二图像区域B2,在第二图像区域B2中,反射光L的清晰度平面SE的第二部分区域没有投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。

接下来,图像处理装置BV将控制信号提供给控制装置ECU。控制装置ECU基于该控制信号来控制第一和/或第二执行装置120、240,以便调节消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离。在这种情况下,反射光L的清晰度平面SE的第二部分投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。同时,反射光L的清晰度平面SE的第二部分区域投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。而反射光L的清晰度平面SE的第一部分区域则不再投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。然后图像处理装置BV将信号发送给CCD芯片230,以便其拍摄第二图像BB。

如图6中示意性示出地,图像处理装置BV基于第二图像BB来确定第二图像BB的第二多个图像区域B3、B4中的第三图像区域B3。在第三图像区域B3中,反射光L的清晰度平面SE的第一部分区域没有投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。然后图像处理装置BV确定第二图像BB的第二多个图像区域B3、B4中的第四图像区域B4。在第四图像区域B4中,反射光L的清晰度平面SE的第二部分区域投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。因此,在第二图像BB中,第四图像区域B4清晰地成像了半导体芯片B的一部分。该第一和第二多个图像区域不限于数量两个。

在一个优选的实施例中,第一图像BA的第一和第二图像区域B1、B2分别成像了半导体芯片B的一部分,其基本上对应于半导体芯片B在第二图像BB的第三和第四图像区域B3、B4中的部分。因此确保在第一和第二图像BA、BB的图像区域B1、B2、B3、B4中,对半导体芯片B的相同部分进行成像。

在图5至图7中将第一图像BA的第一和第二图像区域B1、B2以及第二图像BB的第三和第四图像区域B3、B4示出为相连的图像区域。可替代地,第一图像BA的第一和第二图像区域B1、B2以及第二图像BB的第三和第四图像区域B3、B4可以至少部分地重叠。

图像处理装置BV配置成从第一图像BA中切出第一图像区域B1且从第二图像BB中切出第四图像区域B4。基于所切出的图像区域B1、B4,图像处理装置BV产生第三图像BC。第三图像BC是半导体芯片B的完全清晰的成像,因为在第一图像BA的第一图像区域B1中以及在第二图像BB的第四图像区域B4中都清晰地成像了半导体芯片B。

图像处理装置BV还配置成,基于第一图像B2的第一图像区域B1和/或第二图像BB的第四图像区域B4和/或第三图像BC来确定半导体芯片B是否具有至少一个缺陷或损坏。如果半导体芯片B具有缺陷或损坏,则图像处理装置BV提供缺陷信息。

在图8至图10中现在示出了具有相应的景深ST的清晰度平面SE。为了清晰地拍摄半导体芯片B,清晰度平面SE必须基本上投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。因为清晰度平面SE具有某种景深ST,因而在清晰度平面SE没有完全平行于CCD芯片230的图像传感器表面231时,也清晰地成像半导体芯片B。同样,在清晰度平面SE投影在距CCD芯片230的图像传感器表面231之前或之后的某距离处时,也清晰地成像半导体芯片B。对此,景深ST描述了用来将物体(在此为半导体芯片B)足够清晰地成像的距离。

如在图8中示意性示出的,清晰度平面SE平行于CCD芯片230的图像传感器表面231并且沿着光学轴线OA与图像传感器平面231间隔开地投影。在图8中,清晰度平面SE的景深ST足够大,使得反射光L的如此投影的清晰度平面SE的所拍摄图像是清晰的。

在图9和图10中,示意性地示出了倾斜的半导体芯片B的情况。因为半导体芯片B的表面O相对于CCD芯片230的图像传感器表面231倾斜,因此反射光L的清晰度平面SE也相对于CCD芯片230的图像传感器表面231倾斜。

在图9中,清晰度平面SE的第一部分区域投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上,从而在所拍摄的第一图像BA中,第一图像区域B1再现了半导体芯片B的清晰成像。尽管清晰度平面SE仅部分地与CCD芯片230的图像传感器表面231相交,但是由于景深ST,第一图像BA的第一图像区域B1清晰地成像。在第二图像区域B2中,具有景深ST的清晰度平面SE的第二部分区域不再投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上,因此第一图像BA的第二图像区域B2再现了半导体芯片B的不清晰成像。

控制装置ECU基于图像处理装置BV的控制命令来控制第一和/或第二执行装置120、240,以调节消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离。因此,清晰度平面SE相对于CCD芯片230的图像传感器表面231移位,使得清晰度平面SE的第二部分区域投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。

如在图10中示意性示出的,在所拍摄的第二图像BB的第四图像区域B4情况下,反射光L的具有景深ST的清晰度平面SE的第二部分区域投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。因为即使在第二图像BB中,清晰度平面SE仅部分地与CCD芯片230的图像传感器表面231相交,但由于景深ST,第二图像BC的第四图像区域B4清晰地再现半导体芯片B的一部分。而在第二图像BC的第三图像区域B3中,具有景深ST的清晰度平面SE的第一部分区域不再投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。相应地,第二图像BB的第三图像区域B3不清晰地再现半导体芯片B的一部分。

根据前面对光学组件检测系统200的描述,现在描述用于检测至少一个半导体芯片B的表面的方法。

在一个步骤中,将半导体芯片B对准照相机装置220。在下一步骤中,借助照相机装置220检测半导体芯片B的第一表面O。

在下一步骤中,借助CCD芯片230接收在半导体芯片B的表面O上反射的光L。在下一步骤中,借助沿纵向方向可弹性弯曲的支架140将消色差透镜130保持在反射光L的光路中。该纵向方向平行于消色差透镜130的光学轴线OA。在下一步骤中,调节CCD芯片230和消色差透镜130之间的相对距离,以使消色差透镜130沿着光学轴线OA相对于CCD芯片230移位。

在图11中示出了时间-速度(t,v)图。根据该图,控制装置ECU配置成调节消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离。

在时间点t0,通过第一和/或第二执行装置120、240调节消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离。在这种情况下,消色差透镜130和/或CCD芯片230通过第一和/或第二执行装置120、240在时间段(t0-t1)的一半内加速到预设速度v1。在时间段(t0-t1)的一半之后,消色差透镜130和/或CCD芯片230通过第一和/或第二执行装置120、240减速。

在调节消色差透镜130和/或图像传感器230之后,如在图9中所示,清晰度平面SE投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。在消色差透镜130和/或CCD芯片230停止之后,在第二时间段(t1-t2)之内拍摄第一图像BA。

随后,由图像处理装置BV基于第一图像BA来确定第一和第二图像区域B1、B2。在第一图像BA的情况下,在第一图像区域B1中,清晰度平面SE的第一部分区域投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。而在第二图像区域B2中,清晰度平面SE的第二部分没有投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。取决于在拍摄时的光照条件以及芯片尺寸和影响读取时间的读取速度(像素/秒),CCD芯片230需要6至12毫秒的时间(例如约8至10毫秒)来拍摄和读取图像。

然后在第三时间段(t2-t3)开始时,控制装置ECU基于图像处理装置BV的控制命令来控制第一和/或第二执行装置120、240,以便调节消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离。在这种情况下,如此调节相对距离,使得清晰度平面SE的第二部分区域投影到图像传感器230的图像传感器表面231上。

相应地,直至第三时间段(t2-t3)的一半,将消色差透镜130和/或CCD芯片230被加速至预设速度。在第三时间段(t2-t3)的一半之后,消色差透镜130和/或CCD芯片230被减速。一旦消色差透镜130和/或CCD芯片230停止,通过CCD芯片230拍摄第二图像BB。消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离被减小或增大的路径在70至150μm之间的范围中,优选在100μm。在2至10毫秒的时间段中、优选在10毫秒内移动该路径。消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离所被移动的路径与所使用的第一和第二光学有效元件130、160和其光学特性相关。

图像处理装置BV还配置成将另一控制命令提供给第一和/或第二执行装置120、240,以便在拍摄第二图像BB之后将消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离调节到初始长度。

在另一变体中,借助CCD芯片230来拍摄各具有三个图像区域的三个图像。在该三个图像区域中的其中一个中,清晰度平面SE的部分区域投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上,而在另外两个图像区域中,清晰度平面SE则没有投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。该三个图像的拍摄过程如两个图像的过程那样工作,但是只是三个图像各具有三个图像区域。对于该三个图像的拍摄以及消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离的相应调节,光学组件检测系统需要80至120毫秒、优选100毫秒的时间。

在第一变体中,容纳部150配置成将半导体芯片B定位在照相机装置220之前,使得清晰度平面SE至少部分地投影到CCD芯片230的图像传感器表面231上。相应地,图像处理装置BV首先通过CCD芯片230拍摄第一图像BA。然后,图像处理装置BV确定第一和第二图像区域B1、B2且在时间点t0之前或在时间点t0处将控制命令发送给控制装置ECU。控制装置ECU基于该控制命令控制第一和/或第二执行装置120、240,以便在第一时间段(t0-t1)的一半之内将消色差透镜130和/或CCD芯片加速到速度v1。在第一时间段(t0-t1)的一半之后,使消色差透镜130和/或CCD芯片减速。如果消色差透镜130和/或CCD芯片停止,则通过CCD芯片230拍摄第二图像BB。

在图12和图13中分别示出了时间-聚焦路径图,其中在不同的时间点实施不同的步骤310至360和410至460,其中,相应的步骤设有相同的附图标记。此外,在图12和图13中拍摄半导体芯片B的三个图像。一个图像相应分成三个图像区域,在这三个图像区域中仅一个图像区域相应具有半导体芯片B的部分区域的清晰成像。因此相应地仅一个图像区域位于景深的区域中。但是所拍摄的图像的数量不限于该数量。此外,在另一变体中,多个图像区域可全部或至少部分地位于景深之内和/或重叠。

在图12中,在时间点t0之前,半导体芯片B通过容纳部150定位在照相机装置220之前。在步骤310中,在时间点t0之后,CCD芯片230拍摄半导体组件B的第一图像。在紧接步骤310的步骤311中,图像处理装置BV在该第一图像中确定第一多个图像区域中的第一图像区域,在该第一图像区域中反射光L的清晰度平面SE的第一部分区域投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。此外,在步骤311中,图像处理装置BV确定该第一图像的第二和第三图像区域,在该第二和第三图像区域中反射光L的清晰度平面SE的第二和第三部分区域都没有投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。

在步骤310中,在拍摄第一图像之后的预定时间段之后,图像处理装置BV将控制命令提供给第一和/或第二执行装置120、240。在步骤320中,第一和/或第二执行装置120、240将CCD芯片230和消色差透镜130之间的相对距离调节预定路径长度。相应地,在确定该第一、第二和第三图像区域期间,由图像处理装置BV来调节CCD芯片230和消色差透镜130之间的相对距离。

该预定路径长度与消色差透镜130、透镜160的光学特性和/或组件B的表面O的尺寸相关。优选地,根据景深ST预先确定该预定路径长度,使得该预定路径长度小于、等于或大于景深ST。如在图12所示,用于经过该预定路径长度的速度首先缓慢增加,然后大幅增加。在经过该预定路径长度的部分之后,该速度首先大幅降低,然后缓慢降低。因此避免消色差透镜130和/或CCD芯片230因第一和/或第二执行装置120、240而发生的突然运动和停止,从而防止沿着运动方向发生过度振动。

在结束步骤320中的相对距离的调节之后,在步骤330中借助CCD芯片230拍摄第二图像。在紧接步骤330的步骤331中,图像处理装置BV在该第二图像中确定第二多个图像区域中的第四和第六图像区域,在该第四和第六图像区域中反射光L的清晰度平面SE的第一和第三部分区域没有投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。此外,在步骤331中图像处理装置BV确定该第二图像的第五图像区域,在该第五图像区域中反射光L的清晰度平面SE的第二部分区域投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。

在步骤330中完成拍摄该第二图像之后,图像处理装置再次将控制命令提供给第一和/或第二执行装置120、240。在步骤340中,第一和/或第二执行装置120、240将CCD芯片230和消色差透镜130之间的相对距离调节预定路径长度。在另一变体中,在步骤340中,可以将CCD芯片230和消色差透镜130之间的相对距离调节第二预定路径长度,第二预定路径长度大于或小于步骤320中的预定路径长度。相应地,在通过图像处理装置BV确定该第四、第五和第六图像区域期间,调节CCD芯片230和消色差透镜130之间的相对距离。

在结束步骤340中的相对距离的调节之后,在步骤350中借助CCD芯片230拍摄第三图像。在紧接成功拍摄该第三图像的步骤351中,图像处理装置BV确定该第三图像的第七和第八图像区域,在该第七和第八图像区域中反射光L的清晰度平面SE的第一和第二部分区域没有投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。在步骤351中,图像处理装置BV还确定该第三图像的第九图像区域,在该第九图像区域中反射光L的清晰度平面SE的第三部分区域投影在CCD芯片230的图像传感器表面231上。

在步骤350中拍摄该第三图像之后,图像处理装置BV将另一控制命令提供给第一和/或第二执行装置120、240。在步骤360中,第一和/或第二执行装置120、240将消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离调节到其初始长度。相应地,在通过图像处理装置BV确定该第七、第八和第九图像区域期间,调节消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离。以与步骤320和340中调节相对距离相同的方式来将消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离调节到其初始长度,但是方向相反。

在步骤360之后,在依次连续的步骤312、332、352中,图像处理装置BV基于该第一、第二和第三图像的相应确定的图像区域,来检查半导体芯片B是否具有缺陷。

在另一变体中,在步骤360、312、332、352的其中一个之后,图像处理装置BV在步骤353中产生第四图像,其中切出该第一、第二和第三图像的该第一、第五和第九图像区域并且将它们进行组合。

在另一变体中,图像处理装置BV在步骤330、331、340、350、351、360的其中一个之后实施步骤311。此外,图像处理装置BV在步骤340、350、351、360的其中一个之后实施步骤331和/或在步骤312、332的其中一个之后实施步骤351。

因此可将图像处理及半导体芯片B的图像的检查与图像拍摄过程分离。通过使半导体芯片B的图像的拍摄与图像处理和图像的检查无关,可以将图像拍摄的过程降低至较少步骤。相应地,降低了每个组件的图像拍摄的持续时间减低并且可在相同时间内实现更大数量的组件以及相应的图像拍摄。

在图13中,在时间点t0之前,将半导体芯片B定位在照相机装置220之前。在步骤410中,在时间点t0之后,CCD芯片230拍摄第一图像并且将其提供给图像处理装置BV。在步骤410期间,图像处理装置BV将控制命令提供给第一和/或第二执行装置120、240,以便以预定速度来调节消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离。在拍摄该第一图像期间,第一和/或第二执行装置120、240就已经开始对消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离进行调节。

以预定速度调节消色差透镜130和CCD芯片230之间的相对距离的定时以及该预定速度取决于:消色差透镜130、透镜160、景深ST的光学特性,组件B的表面O的尺寸,消色差透镜130和/或透镜160和/或图像传感器230的质量,以及上述组件对第一和/或第二执行装置120、240的响应。举例而言,如果景深尺寸为70μm,则在拍摄第一图像期间清晰度平面SE最多允许移动70μm。因此确保了半导体芯片B的部分区域在所拍摄的图像的一个图像区域上的清晰成像。

在图13中,沿着产生图像的移动路径,该预定速度保持恒定。在另一变体中,用于调节CCD芯片230和消色差透镜之间的相对距离的速度在预定速度范围之内或在至少两个不同的速度之间变化。

在对清晰度平面SE调节预定路径长度和/或预定时间之后,在步骤430中借助CCD芯片230拍摄第二图像。以与拍摄该第二图像无关的方式,进一步以该预定速度调节CCD芯片230和消色差透镜130之间的相对距离。在另一变体中,在达到预定清晰度平面位置时,拍摄该第二图像。

在进一步对清晰度平面SE调节预定路径长度和/或预定时间之后,在步骤450中借助CCD芯片230来拍摄第三图像。与该第二图像的拍摄相同,在拍摄该第三图像期间也以预定速度调节CCD芯片230和消色差透镜130之间的相对距离。在另一变体中,在拍摄该第三图像期间降低该预定速度,直至最终不再调节CCD芯片230和消色差透镜130之间的相对距离。

可以如图12所述那样执行步骤311、312、331、332、351、352、353、360。

根据图13,在拍摄该第一、第二和第三图像期间,仅对消色差透镜130和/或图像传感器230加速和停止一次。如此避免了相应的停止和重新加速,从而进一步降低每个组件的图像拍摄的持续时间。同样,通过再次加速和停止,避免了光学组件检测系统200的振动。

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