TWI912185B

TWI912185B - 翹曲檢測裝置

Info

Publication number: TWI912185B
Application number: TW114114214A
Authority: TW
Inventors: 闕君樺; 童嘉俊; 徐天亞
Original assignee: 大陸商芯愛科技（南京）有限公司
Priority date: 2025-03-11
Filing date: 2025-04-15
Publication date: 2026-01-11

Abstract

一種翹曲檢測裝置，係包括具有承載面之發光式平台、立設於該承載面上且具有遮光區域之遮光件、以及對應該遮光件配置之感光器，以當該目標物置放於該承載面上，令該發光式平台照射該目標物，使該感光器偵測該遮光區域外之光線，故若該遮光區域外形成該目標物之所圈出之透光區域，則該感光器會捕捉到該透光區域之光線，即判斷該目標物之翹曲程度不合格。

Description

翹曲檢測裝置

本發明係有關一種檢測技術，尤指一種便於檢測板材翹曲狀態之翹曲檢測裝置。

為滿足半導體裝置之高積集度(Integration)及微型化(Miniaturization)需求，故在半導體產品製程中，確保用以承載晶片之載板的平整度及準確度對於正常運行與可靠性將至關重要，尤其是在出貨時對翹曲程度的檢驗，且隨著載板需求及產量增多，需採用快速篩查之方式提升檢驗效率。

習知測量載板之翹曲程度之主流方法係採用Shadow Moire測量系統，其利用垂直光源信號照射待測載板，再接收分析反射信號，以計算出載板之翹曲情況，但Shadow Moire測量系統之價格昂貴，致使檢測成本難以下降，且分析時間冗長，並對於待測載板之尺寸有特別限制，導致載板之設計需配合Shadow Moire測量系統，因而造成載板設計之發展困境。

因此，業界遂有採用價格便宜之塞規(Pin gauge)，其藉由間隙尺以手動方式測量翹曲程度，但此方法之誤差較大，且人工及時間成本更高，並於該間隙尺與載板之正面(佈線/置晶面)直接接觸時，容易損傷載板之正面，導致載板之損耗風險大幅提升。

因此，如何克服上述習知技術的種種問題，實已成目前亟欲解決的課題。

鑑於上述習知技術之種種缺失，本發明係提供一種翹曲檢測裝置，係包括：工作平台，係為發光式平台，其具有一承載面，以置放及照射至少一如板材之目標物；遮光件，係立設於該承載面上且具有一鄰接該承載面之遮光區域；以及感應組，係包含至少一對應該遮光件配置之感光器，其偵測該遮光區域外之光線。

於一具體實施態樣中，該工作平台係包含一具有該承載面之平台本體、及配置於相對該承載面之另一表面上之發光件，且該平台本體係採用透光材質製成，以令該發光件照射該目標物。

於一具體實施態樣中，該翹曲檢測裝置復可包括配置於該承載面上且與該遮光件係分別位於該承載面之相對兩側上的限位件，使該限位件與該遮光件夾合該目標物。例如，該承載面上係配置軌道結構，以令該限位件沿該軌道結構直線位移。進一步，該承載面之上方配置至少一校正件，以於該限位件之移動過程中，使該限位件之表面與該遮光件保持平行。

於一具體實施態樣中，該遮光件係為透光材製成之板片體，且該遮光件之該遮光區域形成有帶狀之不透光材。

於一具體實施態樣中，該遮光區域係具有一相對該承載面之目標高度，且該目標高度係為該目標物之最大容許翹曲程度。

於一具體實施態樣中，該感應組復包含至少一通訊連接該感光器之指示器。例如，該指示器係為燈型式。

於一具體實施態樣中，該遮光區域外出現該目標物時，該目標物會圈出透光區域，令該工作平台照射該目標物之光線穿過該透光區域，使感光器偵測到該透光區域之光線，即表示該目標物之翹曲程度過大而不合格。

由上可知，本發明之翹曲檢測裝置，主要藉由該遮光件及感光器之配合，即可篩查該目標物之翹曲程度，不僅結構簡單而易於建置，且採用現有規格之感應組，因而有利於便宜採購該感應組以降低檢測成本。

再者，藉由該感光器之設計，即可快速分析該目標物之翹曲程度是否符合需求，故相較於習知技術，本發明之翹曲檢測裝置採用自動化分析，不僅分析時間極短以大幅降低時間成本，且誤差極微，因而符合快速篩查產品之翹曲程度是否合格之需求。

又，藉由該限位件之可移動設計，以配合該目標物之尺寸調整該限位件之位置，故相較於習知Shadow Moire測量系統，本發明之翹曲檢測裝置可檢測各種載板之尺寸，以避免因對於尺寸限制而造成載板設計之發展困境之問題。

另外，該限位件僅接觸該目標物之側邊，因而不會損傷該目標物之正面，故相較於習知塞規，本發明之翹曲檢測裝置可降低載板之損耗風險。

1:翹曲檢測裝置

10:工作平台

10a:承載面

100:平台本體

101:發光件

11:遮光件

110:刻度線

12:感應組

120:感光器

121,122:指示器

13:限位件

130:導向槽

14:軌道結構

140:軌條

141:支撐板

15:校正件

9:目標物

A:遮光區域

E:透光區域

H:目標高度

L:偵測高度

S:容置空間

X,Y,Z:箭頭方向

圖1係為本發明之翹曲檢測裝置之立體透視示意圖。

圖2係為本發明之翹曲檢測裝置於使用中呈現合格狀態之側視平面示意圖。

圖3係為本發明之翹曲檢測裝置於使用中呈現不合格狀態之側視平面示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「第一」、「第二」、「一」、「二」、「五」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

圖1係為本發明之翹曲檢測裝置1之立體透視示意圖。如圖1所示，所述之翹曲檢測裝置1係用於半導體製程之檢測板材翹曲狀態之快速篩查作業，其包括一具有承載面10a之工作平台10、一立設於該承載面10a上之遮光件11以及一對應該遮光件11配置之感應組12。

於本實施例中，該翹曲檢測裝置1係基於該承載面10a定義出前、後方向(如箭頭方向X)及左、右方向(如箭頭方向Y)，且將垂直該承載面10a之方向定義為上、下方向(如箭頭方向Z)。應可理解地，該方位係用於說明本實施例之配置，並無特別限制。

所述之工作平台10係為發光式平台，其承載面10a係用以置放及照射至少一如板材之目標物9。

於本實施例中，該工作平台10係包含一具有該承載面10a(如圖所示之頂面)之平台本體100、及配置於相對該承載面10a之另一表面(如圖所示之底面)上之發光件101，以藉由該發光件101照射該目標物9。例如，該發光件101可發散均勻的光線，供作背光源，且該平台本體100係採用透光材質(如透明材質)製作成矩形載物台，不僅可均勻化光源，使該發光件101之光線能均勻分散穿透該平台本體100，且同時具有散熱功能。此外，可控制發光件101的照光區域限於感應組12之前方承載面10a範圍，抑或者可使遮光件11後方之平台本體100不透出光線，例如加工該平台本體100，形成如黑色材料之不透光材在所述範圍之該平台本體100表面，以遮蔽光線。

再者，該承載面10a上係配置一限位件13，其與該遮光件11係分別位於該承載面10a之相對兩側(如圖所示之前後兩側)上，以令該限位件13靠合該目標物9，使該限位件13推緊固定目標物9而定位。例如，該限位件13係為透光材製之矩形夾板，其與該遮光件11夾合該目標物9。

又，該限位件13係為可移動式，其在箭頭方向X朝向該遮光件11直線位移。例如，該承載面10a上可配置軌道結構14，以令該限位件13沿該軌道結構14直線位移。

進一步，該軌道結構14係包含至少一軌條140，其配置於該承載面10a之另相對兩側(如圖所示之左右兩側)上，且該限位件13係具有對應該軌條140之導向槽130，以令該軌條140嵌卡於該導向槽130中，使該軌條140相對該導向槽130滑動。較佳地，該軌道結構14可包含二支撐板141，其架設於該承載面10a之另相對兩側(如圖所示之左右兩側)上，以令如圖所示之四個軌條140配置於該支撐板141之上下兩邊緣，使該限位件13之四個角落處開設該導向槽130而連接該軌道結構14，以平穩地直線前後位移而避免於移動時產生晃動搖擺。例如，該支撐板141係為透光材製成之矩形板片，且該軌條140係為導向棱。

另外，可於該承載面10a之上方配置至少一校正件15，以於該限位件13之移動過程中，使該限位件13之表面與該遮光件11保持平行。例如，該校正件15係為直角架，其係將構成直角之其中一邊配置於基準面上(如該承載面10a上、該支撐板141上)，而以構成直角之另一邊靠合該限位件13，以確保該限位件13緊壓該目標物9。

所述之目標物9係為晶圓、用以承載半導體晶片之載板(如封裝基板(substrate)、打線架、矽中介板或其它載板等)或其它板材，並無特別限制。

所述之遮光件11係具有一鄰接該承載面10a之遮光區域A，且該遮光區域A係具有一相對該承載面10a之目標高度H，如圖2所示，其係依據客製化可接受該目標物9之最大容許翹曲程度設計。

於本實施例中，該遮光件11係為透光材製成之矩形板片體，其相對兩側連接該支撐板141。例如，該遮光件11、該限位件13及該支撐板141係形成一容置空間S，且該軌條140之其中一端(後端)可固定於該遮光件11上。

再者，該遮光區域A係於該遮光件11上形成如黑色材料之不透光材之矩形帶狀。例如，該遮光區域A旁可形成刻度線110(如圖所示之設於該支撐板141上)，供量化檢測結果，以便區分所篩查之不同目標物9之需求。

所述之感應組12係包含至少一對應該遮光件11配置之感光器120，其偵測高度L係高於該目標高度H，如圖2所示，以偵測該遮光區域A外之光線。

於本實施例中，該感光器120係通訊連接一終端電腦(圖略)，且於使用時，該遮光區域A係位於該目標物9與該感光器120之間。例如，於使用中，該目標物9係位於該容置空間S內，而該感光器120係位於該容置空間S外。

再者，該感光器120之感應範圍係對應該遮光區域A之分布範圍，以完整偵測該遮光區域A外之光線。例如，該遮光區域A係對應配置多個(五個)感光器120。

又，該感應組12復包含至少一通訊連接該感光器120之指示器121,122。例如，該指示器121,122係為燈型式，以藉由燈亮/燈滅之方式代表該目標物9之翹曲程度是否正常。進一步地，該感應組12包含兩個指示器121,122，其採用波長不同之顏色而易於區分，以形成更多燈號組合(例如，亮/熄、熄/亮、亮/亮、熄/熄)，供篩選翹曲程度合格或不合格之目標物9。

因此，於使用時，首先，開啟該發光件101、該感光器120及兩個指示器121,122，且於初始狀態時，其中一指示器121之信號燈亮起，作為第一指示燈，而另一指示器122之信號燈熄滅，作為第二指示燈。

接著，將該目標物9置放於該平台本體100上(或容置空間S中)，使該目標物9呈現上拱形狀態，且該目標物9之其中一側(後側)緊貼於該遮光件11上，令該遮光區域A位於該目標物9與該感光器120之間。

之後，將該限位件13沿該軌道結構14朝向該遮光件11緩慢移動，且同時利用該校正件15確保該限位件13以平行的角度推向該目標物9，直至該限位件13接觸該目標物9並夾緊固定該目標物9。

最後，該感光器120進行感應動作，以供使用者讀取該些指示器122之信號燈狀態。

於本實施例中，當該目標物9之翹曲程度過大而不合格時，該遮光區域A上方會出現該目標物9之側面弧形投影所圈出之透光區域E，如圖3所示，令該發光件101照射該目標物9之光線穿過該透光區域E，使該感光器120捕捉到該目標物9及該透光區域E之光線，此時，該些指示器122之信號燈狀態不變，即第一指示燈(指示器121)之信號燈仍亮著，而第二指示燈(指示器122)之信號燈仍熄滅，故使用者可將該目標物9列為不良品。

相對地，若該目標物9之翹曲程度符合需求而合格時，該遮光區域A會完全遮擋該目標物9之側面拱形投影，如圖2所示，使該感光器120未捕捉到額外光型態，此時，該些指示器122之信號燈狀態會做出變化，即第一指示燈(指示器121)之信號燈熄滅，而第二指示燈(指示器122)之信號燈亮起，故使用者可將該目標物9列為良品。

應可理解地，有關該指示器121,122之信號燈之變化方式繁多，並不限於上述。

綜上所述，本發明之翹曲檢測裝置1，其藉由該遮光件11及感應組12之配合，即可篩查該目標物9之翹曲程度，不僅結構簡單而易於建置，且採用現有規格之感應組12，因而有利於便宜採購該感應組12以降低檢測成本。

再者，藉由該感應組12之光偵測結果及燈號反應，即可快速分析該目標物9之翹曲程度是否符合需求，故相較於習知技術，本發明之翹曲檢測裝置1採用自動化分析，不僅分析時間極短以大幅降低時間成本，且誤差極微，因而符合快速篩查產品之翹曲程度是否合格之需求。

又，藉由該限位件13之可移動設計，以配合該目標物9之尺寸調整該限位件13之位置，故相較於習知Shadow Moire測量系統，本發明之翹曲檢測裝置1能檢測各種載板之尺寸，以避免因對於尺寸限制而造成載板設計之發展困境之問題。

另外，該限位件13僅接觸該目標物9(如載板)之側邊，因而不會損傷該目標物9之正面(即上下表面)，故相較於習知塞規(Pin gauge)，本發明之翹曲檢測裝置1能降低載板之損耗風險。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。