本發明專利技術公開了一種基于光熱成像的微電子封裝工藝質量檢測裝置，包括圖像獲取裝置、工作臺、控制裝置及數據處理裝置；其中圖像獲取裝置包括支架橫梁、平動電機、成像探頭、光發射器；平動電機固定于橫梁的下側面，成像探頭垂直固定于平動電機中的移動塊；光發射器通過可調連接件連接至所述移動塊，通過調節可調連接件使其發射的光經試樣反射后進入成像探頭；數據處理裝置用于對所述圖像獲取裝置獲取的光圖像和熱圖像數據進行處理后獲得相關系數和均方差統計系數，并將所述相關系數和均方差統計系數與預設的閾值進行比較，根據比較結果獲得工藝質量評估。本發明專利技術可以實現殘渣顆粒和空洞識別、材質識別及微孔深度測量，檢測評估更可靠。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微電子封裝領域，更具體地，涉及一種。
技術介紹
三維微電子封裝技術，即立體電子封裝技術，是在二維平面電子封裝的基礎上進一步向空間發展的更高密度電子封裝，該技術可以使相應的電子系統功能更多、性能更好、可靠性更高，同時成本更低。其中，硅通孔技術作為三維集成電路中堆疊芯片實現互連的一種新技術解決方案，具有如下顯著優點芯片在三維方向的堆疊密度最大、芯片間互連線最短、外形尺寸最小，可以有效地實現三維芯片層疊，制造出結構更復雜、性能更強大、更具成本效率的芯片，成為了目前電子封裝技術中最引人注目的一種技術。 但是，受限于特征尺寸、微孔深寬比等方面的制約，在眾多的硅通孔技術路線中尚存在諸多有待解決的工藝問題。尤其在工藝流程的多個階段進行半成品、成品工藝質量檢測，對于提高產品的成品率、識別廢品并減少后續無用操作、降低生產成本等方面至關重要。類似的問題同樣存在于二維倒裝芯片封裝、晶圓級封裝以及基于嵌入主動元件和被動元件的系統級封裝。例如，在晶圓上進行隆起銅柱焊盤操作之前需要制作上千的盲孔，這些盲孔的尺寸、深度、孔內殘渣都需要測量或檢測，以保證后續工藝的順利進行。
技術實現思路
針對現有技術的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種可以對基于光熱成像的微電子封裝工藝質量進行檢測評估的檢測裝置。為實現上述目的，本專利技術提供了一種基于光熱成像的圖像獲取裝置，包括支架橫梁、平動電機、成像探頭、光發射器；平動電機固定于橫梁的下側面，成像探頭垂直固定于平動電機中的移動塊；光發射器通過可調連接件連接至所述移動塊，通過調節可調連接件使其發射的光經試樣反射后進入成像探頭；所述平動電機中的移動塊用于拖動光發射器和成像探頭在試樣的正上方做徑向運動；所述光發射器用于發射光至試樣的上表面；所述成像探頭用于對試樣上表面的反射光進行成像。本專利技術還提供了一種基于光熱成像的圖像獲取裝置，包括支架橫梁、平動電機、成像探頭、半透半反棱鏡、光發射器；平動電機固定于橫梁的下側面，成像探頭垂直固定于平動電機中的移動塊；半透半反棱鏡位于成像探頭的前端；所述光發射器與所述半透半反棱鏡位于同一平面；所述平動電機中的移動塊用于拖動成像探頭在試樣的正上方做徑向運動；所述光發射器用于給所述半透半反棱鏡提供光源；所述半透半反棱鏡用于使得經所述半透半反棱鏡的光垂直入射至試樣的上表面；所述成像探頭用于對試樣上表面的反射光進行成像。更進一步地，所述成像探頭包括通過螺栓連接的成像傳感器和成像鏡頭，所述成像鏡頭根據不同的試樣配置；所述成像傳感器用于獲取光圖像或熱圖像。更進一步地，所述圖像獲取裝置還包括位于所述光發射器的前端，用于對所述光發射器發射的光進行濾波和校準的光學元件。更進一步地，所述光發射器為激光發射器或紅外光發射器。本專利技術還提供了一種基于光熱成像的微電子封裝工藝質量的檢測裝置，包括圖像獲取裝置、工作臺、控制裝置及數據處理裝置；所述圖像獲取裝置為上述的圖像獲取裝置，用于通過成像探頭對試樣上表面掃描并獲取光圖像和熱圖像數據；工作臺，用于放置試樣；控制裝置，用于控制所述試樣做勻速旋轉運動；數據處理裝置，用于對所述圖像獲取裝置獲取的光圖像和熱圖像數據進行處理后獲得相關系數和均方差統計系數，并將所述相關系數和均方差統計系數與預設的閾值進行比較，根據比較結果獲得工藝質量評估。更進一步地，所述檢測裝置還包括位于所述試樣的下端，用于對試樣的下表面進行加熱的射頻熱輻射加熱部件。本專利技術還提供了一種基于光熱成像的微電子封裝工藝質量檢測方法，包括下述步 驟SI :通過成像探頭對試樣上表面掃描獲取光圖像和熱圖像數據；S2 :根據系統誤差相對應的光圖像或熱圖像像素數量確定中心區域的大小；將第一個圖像的中心區域在第二個圖像內進行相關搜索計算相關系數，相關系數為最大值時所對應的兩張圖像的重疊部分即為圖像子區；所述第一個圖像為待測試樣的光圖像或熱圖像，所述第二個圖像為標準試樣或待測試樣的同類位置光圖像或熱圖像；S3:根據圖像子區計算相關系數和均方差統計系數，相關系數反映了待測試樣與標準試樣同類位置的相似性；均方差統計系數反映了待測試樣的不同位置工藝的穩定性；S4:將所述相關系數和均方差統計系數與預設的閾值進行比較，根據比較結果獲得工藝質量評估。更進一步，在步驟S2和S3中，相關系數是根據下述公式計算； 權利要求1.一種基于光熱成像的圖像獲取裝置，其特征在于，包括支架橫梁、平動電機、成像探頭、光發射器； 平動電機固定于橫梁的下側面，成像探頭垂直固定于平動電機中的移動塊；光發射器通過可調連接件連接至所述移動塊，通過調節可調連接件使其發射的光經試樣反射后進入成像探頭； 所述平動電機中的移動塊用于拖動光發射器和成像探頭在試樣的正上方做徑向運動； 所述光發射器用于發射光至試樣的上表面； 所述成像探頭用于對試樣上表面的反射光進行成像。2.一種基于光熱成像的圖像獲取裝置，其特征在于，包括支架橫梁、平動電機、成像探頭、半透半反棱鏡、光發射器； 平動電機固定于橫梁的下側面，成像探頭垂直固定于平動電機中的移動塊；半透半反棱鏡位于成像探頭的前端；所述光發射器與所述半透半反棱鏡位于同一平面； 所述平動電機中的移動塊用于拖動成像探頭在試樣的正上方做徑向運動； 所述光發射器用于給所述半透半反棱鏡提供光源； 所述半透半反棱鏡用于使得經所述半透半反棱鏡的光垂直入射至試樣的上表面； 所述成像探頭用于對試樣上表面的反射光進行成像。3.如權利要求I或2所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述成像探頭包括通過螺栓連接的成像傳感器和成像鏡頭，所述成像鏡頭根據不同的試樣配置；所述成像傳感器用于獲取光圖像或熱圖像。4.如權利要求I或2所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述圖像獲取裝置還包括位于所述光發射器的前端，用于對所述光發射器發射的光進行濾波和校準的光學元件。5.如權利要求I或2所述的圖像獲取裝置，其特征在于，所述光發射器為激光發射器或紅外光發射器。6.一種包括權利要求I或2所述的圖像獲取裝置的基于光熱成像的微電子封裝工藝質量的檢測裝置，還包括工作臺、控制裝置及數據處理裝置； 工作臺，用于放置試樣； 控制裝置，用于控制所述試樣做勻速旋轉運動； 圖像獲取裝置，用于通過成像探頭對試樣上表面掃描并獲取光圖像和熱圖像數據； 數據處理裝置，用于對所述圖像獲取裝置獲取的光圖像和熱圖像數據進行處理后獲得相關系數和均方差統計系數，并將所述相關系數和均方差統計系數與預設的閾值進行比較，根據比較結果獲得工藝質量評估。7.如權利要求6所述的檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括位于所述試樣的下端，用于對試樣的下表面進行加熱的射頻熱輻射加熱部件。8.一種基于光熱成像的微電子封裝工藝質量檢測方法，其特征在于，包括下述步驟 51:通過成像探頭對試樣上表面掃描獲取光圖像和熱圖像數據； 52:根據系統誤差相對應的光圖像或熱圖像像素數量確定中心區域的大小；將第一個圖像的中心區域在第二個圖像內進行相關搜索計算相關系數，相關系數為最大值時所對應的兩張圖像的重疊部分即為圖像子區；所述第一個圖像為待測試樣的光圖像或熱圖像，所述第二個圖像為標準試樣或待測試樣的同類位置光圖像或熱圖像； S3:根據圖像子區計算相關系數和均方差統計系數； S4:將所述相關系數和均方本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于光熱成像的圖像獲取裝置，其特征在于，包括支架橫梁、平動電機、成像探頭、光發射器；平動電機固定于橫梁的下側面，成像探頭垂直固定于平動電機中的移動塊；光發射器通過可調連接件連接至所述移動塊，通過調節可調連接件使其發射的光經試樣反射后進入成像探頭；所述平動電機中的移動塊用于拖動光發射器和成像探頭在試樣的正上方做徑向運動；所述光發射器用于發射光至試樣的上表面；所述成像探頭用于對試樣上表面的反射光進行成像。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉勝，戴宜全，甘志銀，王小平，
申請(專利權)人：華中科技大學，武漢飛恩微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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