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茉丽特高性能特殊棱镜光学单元


时间:2020-10-23

应用领域:机器视觉


   近些年, 智能手机等数码产品朝着更小、更薄的方向发展。因此,半导体芯片的小型化和致密化至关重要。相应地,对于半导体制造设备就有更高精度的对位要求。为了满足上述市场需求,茉丽特开发设计了多种类型的高性能特殊棱镜光学单元,这些光学单元对半导体制造设备性能的提高起到了很大作用。

上下双视野光学单元

   上下双视野光学单元,由相机、镜头、棱镜和照明装置组成,可同时对上下视图进行识别。

   应用及种类

   应用:主要应用于FPD贴合,半导体芯片贴片以及倒装芯片贴合过程的对位。过去,我们需要在不同的步骤用不同的相机分别去识别芯片贴合表面和引线框位置,因此,很难保证精确的对位。使用上下双视野光学单元,因可同时识别芯片贴合表面和安装位置,所以既可实现高精度对位,又可缩短生产节拍并节省机械空间。

   种类:我们可提供两种类型的上下双视野光学单元。一种是双相机结构,另一种是单相机结构,单相机结构可以通过切换照明来实现对上下两侧视野的识别。在FPD贴合应用中,由于上下视野大小不同,因此通常使用双相机结构。在半导体贴片(注1)和倒装芯片贴合(注2)应用中,由于空间限制,有时会使用单相机结构。尤其是倒装芯片贴合,为了避免与倒装机械手臂干涉,主要都是使用单相机结构。

注1: 半导体贴片

   贴片是将半导体晶粒与引线框或基板之间做接合的过程,该过程是引线键合的前一步。

注2: 倒装芯片贴合

   倒装芯片贴合是将半导体晶粒安装在基板或引线框上的方法之一,通过排成阵列的突起端子使晶粒贴合表面跟基板之间导电相连。与使用金属线将晶粒和引线框或电路板相连比较,由于该方式减小了封装尺寸,因此可做到质量更轻,密度更大。

引线键合倒装芯片贴合

规格及优势

   镜头:我们可提供茉丽特标准远心镜头 “MML (Machine Micro Lens)” 系列。可根据相机像素大小以及传感器芯片尺寸从众多产品中选择最佳分辨率和放大倍率的镜头。

茉丽特远心镜头系列及其对应的解像力

MML-SR 系列 2.2~3.45um/pix


放大倍率:主流是高倍率 (4x, 6x, 10x)可选低倍率

工作距离:5mm (典型值)

照明(LED 照明或光纤光导加灯箱):

-同轴照明:可从茉丽特标准品中选择.

-倾斜照明:茉丽特可根据不同的应用设备建议并提供最佳的照明角度和波段。

   有时由于贴合过程需要高温,所以耐热性是必要的。如果光学单元因为温度而膨胀或收缩,则对位精度会下降,针对此问题,茉丽特提供两种解决方案。

   一种是抑制温度升高的空气冷却系统,另一种是利用铁代替铝做外壳材料。铁是一种热膨胀系数低的材料,所以可以保持稳定的光学性能,以实现高精度的对位。

   另外,此类应用特别关键的需求是:需要将光学系统封装在极薄的尺寸内,而且要将上下视图成像位置尽量调至与中心位置都重合,这都对光学系统提出了很高的要求。

   茉丽特自1973年成立以来,积累了丰富的经验以及光学调试的专业知识。因此,茉丽特可根据不同应用设计最优化的光学单元,并且通过对产品的调整提供给客户稳定的高规格高质量的产品。

案例展示

例1. 上下双视野光学单元(双相机结构)

例2.上下双视野光学单元(单相机结构)

例3.带有空气冷却系统的上下双视野光学单元(双相机结构)

例4.带有空气冷却系统的上下双视野光学单元(双相机结构)


2.双视野,双放大倍率 / 双焦点的光学单元(图 1)

2-1. 双视野,双放大倍率光学单元

   由两个相机、一只低倍镜头、一只高倍镜头以及一只前置通用镜头组成。

   低倍镜头用于预对位,高倍镜头用于最终对位。通过使用适当的低倍和高倍镜头,可以实现更快,更精准的对位。该光学单元可在大范围对位应用中使用,与上下双视野光学单元相比可节约成本,但需要有足够的机械空间。

2-2. 双视野,双焦点光学单元

   由两个相机,以及具有不同焦点的两只镜头组成。主要使用在例如:膜-膜或膜-基板的贴合应用中。如果两物体之间的距离在景深范围内,那么一个相机就可以同时识别这两个物体。然而,对于高精度的对位,高倍率镜头是必要的。但是高倍镜头景深很小,常规方式无法同时看清有高度差的对象物表面。使用该双焦光学单元,可分别在两视野中的最佳对焦位置识别对位基准点,因此可实现高精度的对位。

双视野,双放大倍率 / 双焦点的光学单元

3.可见光/红外波段的双视野光学单元(图2)

  该光学单元由可见光波段和红外波段两部分组成。使用可见光波段部分相机和镜头来观测载板贴片位置;而红外波段部分可穿透硅晶圆观察到硅晶圆上层的图案。使用该光学单元需要有一定的机械空间,但是该光学单元能够减小硅晶圆与载板之间的距离,因此可实现高精度的对位。

双视野、可见光/红外波段的双视野光学单元

   茉丽特凭借特有的高质量、高技术,以及能迅速应对市场需求及趋势的视觉(光学技术)助力客户成功,由此不断创造价值,并为社会发展作出贡献。