專利名稱：用于檢查焊接點(diǎn)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用于對焊接接點(diǎn)進(jìn)行檢查的裝置和方法，具體而言，本發(fā)明的裝置能夠通過目測對隱藏式焊接點(diǎn)(例如用于將集成電路與印刷電路板連接到一起的焊接點(diǎn))進(jìn)行檢查。
背景技術(shù)：
隨著集成電路(ICs)技術(shù)的發(fā)展，除了電子設(shè)備中所用集成電路的密度不斷變大外，表面安裝的集成電路、球柵陣列(BGAs)、芯片級封裝(CSPS)及倒裝芯片(FCs)技術(shù)也都有了很大發(fā)展，這樣，對芯片引線與印刷電路板上的焊點(diǎn)之間的焊接接頭的完整性進(jìn)行目測檢查就變得越來越困難。此外，每個(gè)芯片上的焊接點(diǎn)也在不斷增加，同時(shí)，芯片的體積卻在不斷變小。盡管某些表面安裝的集成電路由于芯片引線從集成電路的邊緣伸出而可以通過目測對其焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查，但是在沒有檢查設(shè)備的情況下不能通過目測對上述芯片進(jìn)行檢查，因?yàn)樾酒€垂直于集成電路的表面伸出，因此這些焊接點(diǎn)就會(huì)被集成電路擋住。
檢查焊接接點(diǎn)的完整性的一種方法已經(jīng)在授權(quán)給Hirofumi等人的美國專利6288346中公開，其中，在電路板上設(shè)置有多個(gè)檢測區(qū)域，這些檢測區(qū)域與多個(gè)焊點(diǎn)相連接，而且一個(gè)BGA包將被焊接到這些焊點(diǎn)上，通過這些檢測區(qū)域就能夠確定BGA引線之間的連續(xù)性。盡管這種檢查方法公開了一種開路連接，但該方法不能區(qū)分出在一個(gè)焊球與一個(gè)以上的引線相連接時(shí)是否存在“橋狀連接”。如果存在這種橋狀連接，那么當(dāng)向集成電路供電時(shí)，就會(huì)使元件出現(xiàn)故障，因此最好能夠確定出是否存在橋狀連接。此外，Hirofumi等人的檢測方法沒有披露焊接接點(diǎn)的質(zhì)量，即焊料是否被加熱至足夠高的溫度。因此，就不能估計(jì)出這種焊接接點(diǎn)的使用壽命，這樣，在產(chǎn)品售出后，就可能出現(xiàn)產(chǎn)品故障問題。
另一種用于對上述集成電路的焊接接點(diǎn)進(jìn)行檢查的方法就是利用X射線。利用X射線進(jìn)行檢查能夠確定出是否存在開路連接、橋接，BGA是否與印刷電路板上的焊點(diǎn)正確對位。如上所述，仍然不能確定焊接點(diǎn)的質(zhì)量。此外，還不能確定在焊接點(diǎn)內(nèi)是否存在過多的焊劑殘?jiān)?。而且，除了需要對X射線檢測裝置的射線輻射進(jìn)行防護(hù)外，利用X射線進(jìn)行檢查還需要很復(fù)雜的設(shè)備。最后，X射線檢查單元需要專業(yè)技術(shù)人員使用這種設(shè)備，這樣就會(huì)使整個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，而且制造成本也更高。
再一種公知的檢查方法就是制作一個(gè)焊接點(diǎn)橫截面的顯微照片。這就需要進(jìn)行破壞性的檢查，這種檢查需要將一個(gè)電路板從裝配線上拿走并將集成電路切開，這樣才能對焊接點(diǎn)進(jìn)行目測檢查。但這種方法僅僅是對實(shí)際焊接點(diǎn)進(jìn)行一種估算，而且必須對焊接操作的操作參數(shù)作出結(jié)論。
又一種對焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查的公知方法就是利用能夠從一個(gè)位置向另一位置傳送圖像的裝置，這樣的裝置包括內(nèi)窺鏡和觀孔鏡。這些裝置整體上為圓筒形輪廓并包括多個(gè)用于傳送圖像的內(nèi)置透鏡。這些裝置的一個(gè)缺點(diǎn)就在于在裝置的一端上，設(shè)置有一個(gè)鄰近圖像收集裝置的光源。該光源用于對圖像收集裝置附近的區(qū)域進(jìn)行照明，圖像通過圖像收集裝置反射到內(nèi)窺鏡并將其傳送到對側(cè)端部。傳送圖像的清晰度可能由于從光源發(fā)出過多的光和/或被該裝置反射的光過多而降低。
參照佳能公司的美國專利申請第2001/0024273，該申請公開了另一種用于檢查焊接點(diǎn)的裝置。具體而言，在上述專利申請中圖示和描述的檢查方法可用于對BGA、CSPS和FCs的焊接點(diǎn)進(jìn)行目測檢查。該裝置包括一個(gè)目鏡單元，一個(gè)透鏡，一個(gè)用于將由透鏡接收到的圖像傳送到目鏡單元的圖像傳送單元和一個(gè)照明部件。如佳能公司的專利申請所述，該裝置可通過將透鏡安裝在待查BGA附近而得以使用。一個(gè)照明源將焊接點(diǎn)照亮，同時(shí)一個(gè)第二照明源用于為焊接點(diǎn)打背光。一個(gè)設(shè)置在透鏡內(nèi)的棱鏡部件接收焊接點(diǎn)的反射圖像，該反射圖像通過一個(gè)圖像傳送單元進(jìn)行傳輸并傳輸?shù)揭粋€(gè)照相機(jī)內(nèi)。在該傳輸單元和照相機(jī)之間設(shè)置有一個(gè)能夠?qū)φ障鄼C(jī)接收到的圖像進(jìn)行控制的孔。該佳能式裝置的一個(gè)缺陷在于通過圖像傳輸單元反射的圖像包含有“干涉”，這種干涉將會(huì)降低圖像的質(zhì)量。術(shù)語“干涉”是指通過圖像傳輸單元傳送的過多的反射光。這些過多的光將與能夠看到的圖像組合到一起，其中將被看到的圖像與干涉的最終組合將被設(shè)置在照相機(jī)附近的孔過濾掉。該佳能式裝置的另一缺陷在于透鏡的視野過于狹窄，這樣就不能通過目測檢查上部焊接點(diǎn)和下部焊接點(diǎn)，為了能夠通過目測觀察到上部和下部焊接點(diǎn)，必須將該透鏡移動(dòng)到遠(yuǎn)離焊接點(diǎn)的位置上，以提供更大的視野范圍，但這樣就會(huì)降低圖像的清晰度。該佳能裝置的又一缺陷在于采用一個(gè)棱鏡來反射焊接點(diǎn)的圖像，我們都知道棱鏡易于損壞，因此需要保護(hù)。例如，如該佳能裝置所示，該棱鏡被多個(gè)輻板保護(hù)起來，這些輻板延伸到棱鏡的邊緣之外，因此棱鏡的前邊緣由于存在保護(hù)輻板而不能向下移動(dòng)到使其與電路板相接觸的位置上。最后，這些棱鏡非常昂貴，因此將增加檢查裝置的整體價(jià)格，而且還需要經(jīng)過專門培訓(xùn)過的技術(shù)人員對這種棱鏡部件進(jìn)行修理和/或保養(yǎng)。
因此就需要提供一種能夠通過目測對焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查的裝置和方法，其中該裝置能夠提供一個(gè)有關(guān)上部和下部焊接點(diǎn)的清晰圖像，而且無需重新調(diào)整該裝置的焦距。此外，還需要提供一種能夠消除傳送圖像中的干涉問題、從而提高焊接點(diǎn)的圖像質(zhì)量的光學(xué)檢查裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，其提供一種用于對一個(gè)元件和一個(gè)基片之間的焊接點(diǎn)或兩個(gè)元件或基片之間的焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查的裝置，該裝置包括一個(gè)圖像接收單元和一個(gè)圖像傳輸部件，該圖像傳輸部件又包括一個(gè)第一端和一個(gè)第二端，該第一端與圖像接收單元相連接。一個(gè)尖端部件可拆卸地連接到圖像傳輸裝置的第二端上，該尖端部件還包括一個(gè)反射部件和一個(gè)圖像接收孔，該尖端部件被構(gòu)造成能夠提供圖像傳輸部件將反射部件接收到的焊接點(diǎn)圖像傳輸給圖像接收單元；一個(gè)照明部件，該照明部件包括一個(gè)光源、至少一個(gè)光傳導(dǎo)部件和至少一個(gè)設(shè)置在圖像接收孔附近的發(fā)光孔，該發(fā)光孔指向需要檢查的焊接點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于通過光學(xué)手段檢查焊接點(diǎn)的裝置，該裝置包括一個(gè)照相機(jī)和一個(gè)圖像傳輸裝置。該圖像傳輸裝置包括一個(gè)橫截面輪廓基本為圓形的第一端、一個(gè)第二端和一個(gè)通孔，該第一端與照相機(jī)連接在一起，而且至少一個(gè)圖像傳輸透鏡設(shè)置在該通孔內(nèi)。一個(gè)尖端部件可拆卸地連接到傳輸部件的第二端上。該尖端部件還包括一個(gè)反射鏡和一個(gè)設(shè)置在反射鏡附近的圖像接收孔，該圖像接收孔和反射鏡被構(gòu)造成能夠接收焊接點(diǎn)的圖像并通過圖像傳輸部件將圖像傳輸給照相機(jī)的結(jié)構(gòu)形式；至少一個(gè)照明部件，該照明部件包括一個(gè)光源、一個(gè)用于將來自光源的光傳輸給設(shè)置在尖端部件內(nèi)的光傳輸孔的部件，該光傳導(dǎo)孔設(shè)置在圖像接收孔附近。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于對集成電路和電路板之間的焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查的方法，該方法包括將一個(gè)焊接有至少一個(gè)集成電路的電路板放置在檢查裝置的一個(gè)工作面上的步驟。將檢查裝置的尖端與一排需要檢查的焊接點(diǎn)對準(zhǔn)。利用一個(gè)光學(xué)檢查裝置觀察集成電路和電路板之間的焊接點(diǎn)，該光學(xué)檢查裝置包括一個(gè)照相機(jī)；一個(gè)圖像傳輸部件，該圖像傳輸部件包括一個(gè)大體為圓筒形的部件，該部件具有一個(gè)第一端和一個(gè)第二端，該第一端與所述照相機(jī)連接在一起；一個(gè)可拆卸的尖端部件，它與圖像傳輸部件的第二端相連接，該可拆卸的尖端部件包括一個(gè)主體，該主體內(nèi)容納有至少一個(gè)光傳導(dǎo)孔、一個(gè)反射部件和一個(gè)設(shè)置在光傳導(dǎo)孔附近的圖像接收孔，該光傳導(dǎo)孔和圖像接收孔指向需要檢查的焊接點(diǎn)，該反射部件適合于接收焊接點(diǎn)的圖像并將圖像傳輸給照相機(jī)。將需要檢查的焊接點(diǎn)照亮并通過圍繞反射部件的光學(xué)中心線轉(zhuǎn)動(dòng)照相機(jī)、圖像傳輸部件和尖端部件利用目測的方式檢查集成電路和電路板之間的焊接點(diǎn)，以觀察上部或下部焊接點(diǎn)并將照相機(jī)、圖像傳輸部件和尖端部件轉(zhuǎn)動(dòng)約90度，以對焊接點(diǎn)的側(cè)面進(jìn)行觀察。相對尖端部件將集成電路移動(dòng)到能夠通過目測檢查集成電路與電路板之間的其它焊接點(diǎn)的位置上，并通過目測檢查焊接點(diǎn)之間的間隙，以提高光學(xué)清晰度。


在附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示相同或相似的部件
圖1為根據(jù)本發(fā)明的檢查裝置的透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的檢查裝置之光學(xué)檢查單元的前視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的檢查裝置之光學(xué)檢查單元的后視圖，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的尖端部件的立體圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的尖端部件和尖端部件支座的局部側(cè)視圖；圖6為尖端部件的立體圖，圖中示出了設(shè)置在尖端部件內(nèi)的反射鏡。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括一個(gè)用于對一基片和一個(gè)集成電路之間的焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查的檢測裝置。該檢測裝置包括一個(gè)底座部件和一個(gè)與底座連接在一起的光學(xué)檢查單元。該底座還包括一個(gè)基本水平的工作區(qū)域，在該工作區(qū)域內(nèi)，放置有一個(gè)待查的元件。該光學(xué)檢查單元可沿垂直方向移動(dòng)并可相對工作區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)。
現(xiàn)參照圖1，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置10。該檢測裝置10包括一個(gè)底座部件20和一個(gè)光學(xué)檢查單元100。該底座部件20還包括一個(gè)水平的工作面30，該水平的工作面30可相對光學(xué)檢查單元100沿垂直平面和水平平面移動(dòng)。
該工作面30可通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋紐31和32而移動(dòng)，旋紐31和32利用公知的機(jī)械部件與工作面30可操作地連接在一起。或者，該工作面30也可與一個(gè)電動(dòng)系統(tǒng)相連接，其中旋紐31和32控制著多個(gè)電氣開關(guān)，這些電氣開關(guān)能夠向與工作面連接在一起的驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供動(dòng)力。
如圖1所示，底座部件20還包括一個(gè)垂直部件15，該垂直部件被固定連接到底座部件上并沿垂直于工作面30的方向伸出。該垂直部件15還被構(gòu)造成能夠安裝臂18的結(jié)構(gòu)形式，其中臂18可通過一個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)部件與該垂直部件15連接在一起，該齒輪驅(qū)動(dòng)部件由旋紐17來控制，這樣，旋紐17就可用來控制臂18相對工作面30的高度。應(yīng)該知道采用齒輪傳動(dòng)部件來控制臂18的高度僅僅是示例性的，而不是對本發(fā)明的限制。還可以考慮采用多種不同的機(jī)械式系統(tǒng)、機(jī)電式系統(tǒng)、電動(dòng)式系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)來控制臂18相對工作面30的高度。此外，控制部件17還可包括一個(gè)鎖定部件，這樣，使用者就能夠利用該鎖定部件將臂18相對工作面30的高度固定下來。
該臂18還包括適合于安裝光學(xué)檢查單元100的容納部件，如圖1所示。此外，如圖所示，該檢測裝置10還包括一個(gè)第二照明部件40，該部件被構(gòu)造成能夠?yàn)樾枰^察的焊接頭提供更多的照明。該第二照明裝置包括一個(gè)尖端41、一個(gè)柔性軸44和用于傳導(dǎo)光線的部件45。用于傳導(dǎo)光線的部件可包括至少一個(gè)設(shè)置在尖端41內(nèi)的發(fā)光二極管。用于傳導(dǎo)光線的部件最好包括一個(gè)光導(dǎo)管或光導(dǎo)纖維部件，其一端與一個(gè)光源相連接，另一端則被構(gòu)造成能夠從尖端41發(fā)光的結(jié)構(gòu)形式，該尖端41還可包括一個(gè)棱鏡或能夠?qū)⒐夥瓷涞剿栉恢蒙系姆瓷溏R。該光源可以與設(shè)置在尖端部件內(nèi)的照明部件使用同一個(gè)光源，具體如下所述；或者，該光源也可以是一個(gè)第二光源。此外，第二照明部件可被構(gòu)造成能夠與檢查單元100分別移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式，這樣，使用者就能夠?qū)⒌诙彰鞑考胖迷谒璧娜魏挝恢煤透叨壬稀?br> 現(xiàn)參照圖2，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)檢查單元100的一個(gè)示例性實(shí)施例。如圖2所示，該光學(xué)檢查單元100包括一個(gè)接合部件101，一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件200，一個(gè)聚焦部件162，一個(gè)圖象傳輸部件160和一個(gè)尖端部件150。
該接合部件101適合于安裝在機(jī)架18內(nèi)，而且該接合部件將光學(xué)檢查單元100保持在機(jī)架18內(nèi)。該接合部件可被固定在臂18內(nèi)，或者該接合部件101以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在臂18內(nèi)，這樣就能夠使光學(xué)檢查單元100相對臂18和工作面30轉(zhuǎn)動(dòng)。
轉(zhuǎn)動(dòng)部件200包括一個(gè)旋鈕102、一個(gè)齒輪傳動(dòng)單元(未示出)和一個(gè)樞軸板111，如圖3所示。該樞軸板111還包括一個(gè)溝槽112和一個(gè)設(shè)置在溝槽內(nèi)的銷115。現(xiàn)參照圖1、2和3，可以看出旋鈕102從設(shè)置在臂18中的溝槽內(nèi)伸出。旋鈕102在溝槽內(nèi)的移動(dòng)將對一個(gè)與照相機(jī)、聚焦單元、圖象傳輸部件160和尖端部件150相連接的齒輪傳動(dòng)部件產(chǎn)生作用，從而使該部件沿順時(shí)針和逆時(shí)針方向相對垂直于工作面30的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，該光學(xué)檢查單元100還可圍繞設(shè)置在尖端部件內(nèi)的反射部件之光學(xué)中心線回轉(zhuǎn)?？赏ㄟ^沿順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕102而使該光學(xué)檢查單元回轉(zhuǎn)。參照圖3，可以更好地理解該回轉(zhuǎn)部件，圖中示出了樞軸板111，在該樞軸板內(nèi)設(shè)置有一個(gè)溝槽，一個(gè)銷115設(shè)置在該溝槽112內(nèi)。使用時(shí)，該樞軸板111被固定連接到接合部件101上，而該接合部件101又與臂18連接在一起，這樣光學(xué)檢查單元就能夠相對垂直的支承部件15回轉(zhuǎn)。通過使光學(xué)檢查單元100圍繞設(shè)置在尖端部件內(nèi)的反射部件之光學(xué)中心線進(jìn)行回轉(zhuǎn)，就能夠?qū)敳亢附狱c(diǎn)和底部焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查，而且無需改變反射部件相對焊接點(diǎn)的焦距。該光學(xué)檢查單元轉(zhuǎn)過一個(gè)角度P，該角度P可介于約0度至約180度之間，優(yōu)選介于約0度和約45度之間，最好介于約0度至10度之間，而且最優(yōu)的范圍是約0度至約5度。應(yīng)該理解該部件可圍繞一個(gè)垂直于工作面30的軸線的任意一側(cè)進(jìn)行回轉(zhuǎn)。
如圖2和3所示，光學(xué)檢查單元100包括一個(gè)聚焦部件162。該聚焦部件與照相機(jī)200及圖像傳輸單元160可操作地連接在一起，其中，聚焦部件162還可包括多個(gè)透鏡，這樣，通過轉(zhuǎn)動(dòng)聚焦部件就可以實(shí)現(xiàn)對透鏡焦距的調(diào)整。此外，聚焦部件還可用于調(diào)整圖像的清晰度。應(yīng)該理解本文涉及到的聚焦部件及用于本發(fā)明中的聚焦部件不包括孔。照相機(jī)200可以是一種傳統(tǒng)的膠片照相機(jī)，該照相機(jī)200最好是一個(gè)數(shù)字照相機(jī)，例如CCD照相機(jī)或能夠提供視頻輸出的類似電子照相機(jī)，而且視頻輸出可以在一個(gè)傳統(tǒng)的顯示器(例如陰極射線管CRT部件或液晶顯示器LCD部件)上顯示出來。
現(xiàn)參照圖2和3，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的圖像傳輸單元160的一個(gè)示例性實(shí)施例。該圖像傳輸單元160包括一個(gè)基本為圓筒形的主體，該主體設(shè)置有一個(gè)第一端和一個(gè)第二端，該第一端與聚焦部件162接合在一起，第二端適合于安裝尖端部件150。該圖像傳輸單元160還包括多個(gè)內(nèi)置的透鏡。大體為圓筒形的主體可由剛性材料或柔性材料制成。此外，如圖1和2所示，在圖像傳輸單元上設(shè)置由多個(gè)光傳導(dǎo)元件173。這些光傳導(dǎo)元件可以是光導(dǎo)纖維束，拋光的中空圓筒管或其它可用于光傳導(dǎo)的部件。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，這些光傳導(dǎo)元件為光導(dǎo)纖維，光導(dǎo)纖維可包括一個(gè)或多個(gè)元件。這些光傳導(dǎo)部件包括一個(gè)第一端和一個(gè)第二端，第一端與一個(gè)光源(未示出)接合在一起，第二端被構(gòu)造成能夠安裝在尖端部件150內(nèi)的結(jié)構(gòu)形式。該光源可包括一個(gè)傳統(tǒng)的單絲燈泡，該光源最好是一個(gè)金屬鹵化物燈。作為一種替代，也可以考慮采用其它的照明源。在另一實(shí)施例(未示出)中，可以考慮將多個(gè)發(fā)光二極管(LED)安裝在尖端部件150內(nèi)，這樣就無需設(shè)置光傳導(dǎo)元件，這些光傳導(dǎo)元件可被多根用于未安裝在尖端部件內(nèi)的LED提供動(dòng)力的電源線所替代。
現(xiàn)參照圖4，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的尖端部件150的一個(gè)示例性實(shí)施例。該尖端部件150包括一個(gè)主體159，至少一個(gè)光傳導(dǎo)孔155，一個(gè)反射鏡、棱鏡或類似的反射部件和一個(gè)設(shè)置在外殼內(nèi)的圖像接收孔156，其中圖像接收孔156具有一個(gè)預(yù)定的直徑，該直徑是按照能夠提高照相機(jī)接收圖像的質(zhì)量來選取的。這與傳統(tǒng)的檢查部件不同，其中該孔設(shè)置在照相機(jī)部件附近，而且通過將照相機(jī)部件的孔安裝在反射部件前方來減少傳導(dǎo)給照相機(jī)的光污染量，這樣就可以對圖像進(jìn)行放大。
主體外殼159可由金屬或塑料或其組合物制成。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，該主體外殼159由塑料制成。該主體外殼159可由多個(gè)裝配到一起的部件組成，或者，該主體外殼可由一個(gè)整體式的主體構(gòu)成，而且反射鏡或反射部件已經(jīng)在該一體式主體結(jié)構(gòu)內(nèi)模壓成形。
現(xiàn)參照圖6，可以看出反射部件154設(shè)置在主體外殼159的下部，這樣，通過孔153傳導(dǎo)的光就能夠被反射部件沿著需要觀察的焊接點(diǎn)方向進(jìn)行反射。此外，如圖6所示，可以看出圖像接收孔156設(shè)置在需要觀察的焊接點(diǎn)和反射部件154之間。通過將圖像接收孔156設(shè)置在需要觀察的焊接點(diǎn)和反射部件154之間，就可以將更加清晰、更加清楚的圖像傳輸?shù)秸障鄼C(jī)部件，以進(jìn)行放大，詳見本申請的另一部分。
現(xiàn)參照圖4，可以看到主體外殼159還包括一個(gè)厚度變小的區(qū)域157，如圖所示。該厚度變小的區(qū)域157能夠?qū)⒓舛瞬考?gòu)造成具有一個(gè)下部輪廓的結(jié)構(gòu)形式，因此，就使安裝在電路板上的集成電路之間的空間可以更小。此外，如圖6所示，反射部件的前緣可被設(shè)置在非常接近厚度減小區(qū)域157之下緣的位置上，從而能夠?qū)⒎瓷洳考惭b在更加接近工作面30或更接近電路板的位置上，這樣就能夠?qū)ο虏枯喞考M(jìn)行檢查。
主體外殼159還包括至少一個(gè)內(nèi)置的發(fā)光孔155，其中該發(fā)光孔被構(gòu)造成能夠利用反射部件沿需要觀察的焊接點(diǎn)方向?qū)膺M(jìn)行反射的結(jié)構(gòu)形式。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，主體外殼包括兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)光孔155，如圖4所示。通過下面對圖像接收孔156所做的說明，將會(huì)清楚地理解利用兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)光孔的好處。
如上所述，尖端部件包括一個(gè)圖像接收孔156，該圖像接收孔設(shè)置在厚度變小的部分157的遠(yuǎn)端。該圖像接收孔156與設(shè)置在尖端部件之主體外殼159內(nèi)的反射鏡和圖像傳輸孔158可操作地連接在一起。該圖像接收孔156替代了可設(shè)置在照相機(jī)透鏡部件內(nèi)或設(shè)置在照相機(jī)主體內(nèi)的傳統(tǒng)(照相機(jī))孔。與將圖像接收孔設(shè)置在照相機(jī)附近的傳統(tǒng)型檢查裝置相比，將圖像接收孔156設(shè)置在尖端部件內(nèi)有很多好處。一個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)就在于圖像接收孔156可作為一個(gè)過濾器將由光源發(fā)出并正傳導(dǎo)給照相機(jī)的過多光線擋住。
在一個(gè)傳統(tǒng)的檢查裝置中，由于該孔安裝在照相機(jī)附近，因此反射后的圖像及來自照明源的過多光線將被一起傳輸給照相機(jī)部件，過多的光影響了圖像質(zhì)量并降低整體圖像質(zhì)量。圖像質(zhì)量的下降意味著必須對圖像進(jìn)行后期處理，目的是使圖像清晰；或者必須對圖像進(jìn)行過度的放大，以形成一個(gè)清楚的圖像。因此，如上所述，圖像接收孔156將過量的光從待查圖像中過濾掉。與設(shè)置在照相機(jī)透鏡或照相機(jī)主體內(nèi)的傳統(tǒng)光學(xué)孔不同，根據(jù)本發(fā)明的圖像接收孔被加工成具有一個(gè)預(yù)定直徑的結(jié)構(gòu)形式，即，該圖像接收孔156是不可調(diào)的，這與傳統(tǒng)的照相孔不同。但也可以考慮制造一個(gè)可調(diào)的孔，其中尖端部件還包括一個(gè)可移動(dòng)的部分，該可移動(dòng)的部分包括圖像接收孔，這樣就可以調(diào)節(jié)孔徑的大小，而且還可以將多個(gè)可拆卸的部分替換掉?；蛘?，該圖像接收孔156可被制造成包括一個(gè)傳統(tǒng)機(jī)械孔的結(jié)構(gòu)形式。
現(xiàn)參照圖6，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的尖端部件的側(cè)剖視圖。如圖6所示，尖端部件150、反射部件154設(shè)置在厚度較小的部分157內(nèi)。如圖所示，圖像接收孔156以光學(xué)方式設(shè)置在反射部件154的前方。
除了上述的優(yōu)點(diǎn)外，通過以上述圖示的方式將該孔設(shè)置在尖端部件上，就可以利用圖像傳輸單元160來延長尖端部件和照相機(jī)部件之間的距離。對于采用反射后的圖像和安裝在照相機(jī)上的孔的其它檢查裝置而言，不可能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，因?yàn)樵诰嚯x較大的情況下，圖像質(zhì)量下降的程度十分嚴(yán)重，而且還會(huì)增加上述圖像的噪點(diǎn)。
現(xiàn)參照圖5，圖中示出了尖端部件150和尖端托架169。該尖端托架包括一個(gè)主體170，該主體設(shè)置在圖像傳輸單元160的第一端上。該尖端托架的主體170被構(gòu)造成能夠容納光傳導(dǎo)部件173的結(jié)構(gòu)形式，其中該光傳導(dǎo)部件173設(shè)置在圖像傳輸單元160上。此外，該主體還適合于可拆卸地安裝尖端部件150，如圖所示?，F(xiàn)參照圖4，可以看出尖端部件150的主體150適合于將光傳導(dǎo)部件滑動(dòng)安裝在主體上的溝槽153內(nèi)。另外，如圖所示，溝槽153與圖像傳輸孔間隔排列，這樣就可以在圖像傳輸孔和圖像接收孔156之間形成一條封閉的光路。
可以考慮制造出能夠安裝在尖端托架169內(nèi)的不同尖端部件。即，這些尖端部件設(shè)置有能夠控制圖像質(zhì)量和/或尺寸的較大或較小孔。此外，在檢查過程中，該尖端可與正被檢查的集成電路相接觸。如果這樣，那么該尖端通常會(huì)損壞或被破壞，在傳統(tǒng)的檢查裝置中，這需要技術(shù)人員對該裝置進(jìn)行維修。本發(fā)明允許任何人都可以將尖端容易地更換下來，而且無需復(fù)雜的維修步驟。就是說，可將已經(jīng)損壞的尖端從圖像傳輸部件的第一端上拆卸下來并扔掉，然后將一個(gè)新的尖端滑動(dòng)并鎖定到位。這樣的好處就在于不用打維修電話，而且還可以縮短該檢查裝置由于維修而產(chǎn)生的停機(jī)時(shí)間。與傳統(tǒng)的檢查裝置相比，本發(fā)明的另一改進(jìn)就在于如果設(shè)置在尖端部件內(nèi)的反射鏡由于污染或其它原因而變臟，那么就可以很容易、很廉價(jià)地將其更換下來。
下面將參照圖1至6對根據(jù)本發(fā)明的檢查裝置的使用進(jìn)行說明。使用時(shí)，將一個(gè)焊接有至少一個(gè)集成電路的電路板放置在工作面30內(nèi)。該檢查部件100按照下述方式移動(dòng)到位使圖像接收孔156定位在能夠觀察到集成電路的焊接點(diǎn)的位置上。可以考慮工作面30可相對檢查部件100移動(dòng)，或者電路板可以移動(dòng)或檢查部件100可以移動(dòng)，或上述部件可以任意組合移動(dòng)。在將圖像接收孔156設(shè)置在一個(gè)能夠觀察到焊接點(diǎn)的位置上之后，就可以在象監(jiān)視器、LCD平板、電視這樣的顯示部件(未示出)或類似部件上顯示出一個(gè)圖像。在觀察到焊接點(diǎn)后，旋紐可順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使檢查部件100回轉(zhuǎn)。檢查部件的回轉(zhuǎn)將使圖像接收孔能夠接收到頂部焊接點(diǎn)或底部焊接點(diǎn)的圖像，而且無需使檢查單元相對待查集成電路移動(dòng)，這與傳統(tǒng)的檢查部件不同，傳統(tǒng)的檢查部件必須沿遠(yuǎn)離集成電路的方向移動(dòng)，目的是擴(kuò)大視野，但這樣將會(huì)降低圖像的清晰度。在已經(jīng)觀察到上部和下部焊接點(diǎn)后，旋轉(zhuǎn)可在設(shè)置在臂18上的溝槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使圖像接收孔156指向其它行的焊接點(diǎn)或以不同的角度觀察焊接點(diǎn)。在上述的整個(gè)過程中，光線從尖端部件的孔155發(fā)出，從而將需要觀察的焊接點(diǎn)照亮。此外，第二照明部件可設(shè)置在與尖端部件相對的那側(cè)，這樣就能夠?yàn)楹附狱c(diǎn)提供背光，或者，該第二照明部件也可設(shè)置在能夠提供所需照明條件的其它位置上。如圖1所示，在一個(gè)最佳實(shí)施例中，第二照明源可相對尖端部件150獨(dú)立移動(dòng)，但也可以考慮為提供所需的照明條件，使第二光源按照能夠令使用者較少介入的方式與成像部件100的移動(dòng)相接合。通過提供一個(gè)可獨(dú)立于成像部件100單獨(dú)移動(dòng)的第二光源就能夠使根據(jù)本發(fā)明的檢查裝置10應(yīng)用到可能連接有散熱片或類似部件的集成電路上，因?yàn)樵摍z查部件100和照明部件40可相對需要檢查的集成電路獨(dú)立移動(dòng)。
應(yīng)該理解如上所述的實(shí)施例和在附圖中示出的實(shí)施例僅僅是示例性的，而不是對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明作出多種變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于對一元件和一基片之間的焊接點(diǎn)或者兩個(gè)元件或兩個(gè)基片之間的焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查的裝置，該裝置包括一個(gè)圖像接收單元；一個(gè)圖像傳輸單元，其包括一個(gè)第一端和一個(gè)第二端，該第一端與所述圖像接收單元相連接；一個(gè)尖端部件，該尖端部件與所述圖像傳輸部件的所述第二端可拆卸地連接在一起，所述尖端部件還包括一個(gè)反射部件和一個(gè)圖像接收孔，該尖端部件被構(gòu)造成能夠通過所述圖像傳輸部件將所述反射部件接收到的所述焊接點(diǎn)的圖像傳輸給所述圖像接收單元；一個(gè)照明部件，該照明部件包括至少一個(gè)設(shè)置在所述圖像接收孔附近的發(fā)光孔，所述發(fā)光孔指向需要檢查的所述焊接點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述圖像接收單元包括一個(gè)照相機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于所述圖像傳輸部件包括一個(gè)整體為圓筒形的主體，該主體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述圖像接收單元包括連接在其上的一個(gè)透鏡組件，所述透鏡組件能夠提高或降低將被接收在其中的所述圖像的放大率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述照明部件包括光源和一個(gè)用于將來自光源的光線傳導(dǎo)到發(fā)光孔的部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述圖像接收單元設(shè)置在一個(gè)殼體內(nèi)，所述殼體可回轉(zhuǎn)地連接到一個(gè)機(jī)架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于所述殼體的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)就是設(shè)置在尖端部件內(nèi)的所述反射鏡的光學(xué)中心線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于所述圖像傳輸部件和所述尖端部件可圍繞一個(gè)垂直于所述基片的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述圖像傳輸部件在傳輸圖像前，所述的孔對需要傳輸?shù)膱D像進(jìn)行過濾。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括一個(gè)與所述圖像接收單元相連接的顯示器部件，該顯示器部件被構(gòu)造成能夠?qū)⒋龣z焊接點(diǎn)顯示出來。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述尖端部件還包括一個(gè)設(shè)置在所述圖像接收孔任一側(cè)的照明孔，其中所述照明孔將光導(dǎo)向需要檢查的所述焊接點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于所述回轉(zhuǎn)角介于約0至約5度之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括一個(gè)背景照明部件，該背景照明部件包括一個(gè)照明源、一個(gè)透鏡部件和一個(gè)柔性臂，該柔性臂與該背景照明部件連接在一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征在于用于傳導(dǎo)光的所述部件是一個(gè)光導(dǎo)纖維部件。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述照明部件包括一個(gè)設(shè)置在所述發(fā)光孔內(nèi)的發(fā)光二極管和一個(gè)與所述發(fā)光二極管相連接的電源。
16.一種用于對焊接點(diǎn)進(jìn)行光學(xué)檢查的裝置，該裝置包括一個(gè)照相機(jī)；一個(gè)圖像傳輸部件，該部件包括一個(gè)橫截面基本為圓形的第一端、第二端和一個(gè)通孔，所述第一端與照相機(jī)連接在一起，至少一個(gè)圖像傳輸透鏡設(shè)置在該通孔內(nèi)；一個(gè)尖端部件，該尖端部件與所述圖像傳輸部件的所述第二端可拆卸地連接在一起，所述尖端部件還包括一個(gè)反射鏡和一個(gè)鄰接所述反射鏡鄰接的圖像接收孔，所述圖像接收孔和所述反射鏡被構(gòu)造成能夠接收焊接點(diǎn)的圖像并通過所述圖像傳輸部件將焊接點(diǎn)的圖像傳輸給所述照相機(jī)；至少一個(gè)照明部件，所述照明部件包括一個(gè)光源和一個(gè)用于將來自光源的光傳導(dǎo)給設(shè)置在所述尖端部件內(nèi)的光傳導(dǎo)孔的部件，該光傳導(dǎo)孔鄰接圖像接收孔設(shè)置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，還包括一個(gè)設(shè)置在照相機(jī)和圖像傳輸部件第一端之間的放大透鏡，該放大透鏡能夠?qū)⒑附狱c(diǎn)的圖像放大。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其特征在于所述照相機(jī)、圖像傳輸部件和尖端部件與一個(gè)活動(dòng)臂可轉(zhuǎn)動(dòng)和可回轉(zhuǎn)地連接，該活動(dòng)臂與一個(gè)機(jī)架相連接，該機(jī)架包括一個(gè)工作面，該工作面被構(gòu)造成能夠接收一個(gè)待檢電路板，照相機(jī)、圖像傳輸部件和尖端部件大體垂直于所述工作面設(shè)置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其特征在于所述照相機(jī)、圖像傳輸部件和尖端部件可相對一條垂直于所述工作面延伸的軸線在約-10度至約10度的范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其特征在于所述照相機(jī)、圖像傳輸部件和尖端部件可圍繞所述垂直的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，還包括一個(gè)第二照明部件，該第二照明部件包括一個(gè)由所述臂延伸出來的柔性軸和一個(gè)尖端部件，該尖端部件包括一個(gè)光傳導(dǎo)孔，其中，一個(gè)光傳導(dǎo)部件的一端與一個(gè)光源相連接，其另一端與光傳導(dǎo)孔相連接，該第二照明部件被構(gòu)造成能夠獨(dú)立于所述照相機(jī)、圖像傳輸部件和所述尖端部件單獨(dú)移動(dòng)。
22.一種用于對集成電路和電路板之間的焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查的方法，該方法包括下述步驟將一個(gè)焊接有至少一個(gè)集成電路的電路板放置在一個(gè)檢查裝置的工作面上；使該檢查裝置的尖端與需要檢查的一排焊接點(diǎn)對準(zhǔn)；對需要檢查的焊接點(diǎn)進(jìn)行照明；利用一個(gè)設(shè)置在檢查裝置尖端上的孔以目測方法檢查集成電路和電路板之間的焊接點(diǎn)；使該尖端部件圍繞所述反射部件的光學(xué)中心線回轉(zhuǎn)，以觀察上部或下部焊接點(diǎn)；將所述尖端部件轉(zhuǎn)動(dòng)約180度，以觀察這些焊接點(diǎn)的側(cè)面；通過目測檢查焊接點(diǎn)之間的間隙，以提高光學(xué)清晰度。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于所述照明步驟還包括利用一個(gè)第二照明部件從一個(gè)與圖像接收孔相對的方向?qū)附狱c(diǎn)進(jìn)行照明。
全文摘要
一種用于對元件和基片之間或兩個(gè)元件或兩個(gè)基片之間的焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查的裝置，其中元件設(shè)置在基片的表面上，該裝置包括一個(gè)圖像接收單元。一個(gè)圖像傳輸部件包括一個(gè)第一端和一個(gè)第二端，第一端與圖像接收單元相連接。一個(gè)尖端部件，該尖端部件與圖像傳輸部件的第二端可拆卸地連接在一起，該尖端部件還包括一個(gè)反射鏡和一個(gè)圖像接收孔，該尖端部件被構(gòu)造成能夠通過圖像傳輸部件將所述反射鏡接收到的焊接點(diǎn)的圖像傳輸給圖像接收單元的結(jié)構(gòu)形式；和一個(gè)照明部件，該照明部件包括一個(gè)光源，至少一個(gè)光傳導(dǎo)部件和至少一個(gè)設(shè)置在圖像接收孔附近的發(fā)光孔，這些發(fā)光孔指向需要檢查的焊接點(diǎn)。
文檔編號G01N21/88GK1610825SQ02823918
公開日2005年4月27日 申請日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月2日
發(fā)明者格雷厄姆·羅斯 申請人:特拉華資本形成公司