專利名稱：多重反射螢光探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種多重反射螢光探頭，特別是一種適用于印刷電路板或生物晶片的多重反射螢光探頭。
背景技術(shù)：
印刷電路板(Print Circuit Board，PCB)的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)有兩種一、利用白光(White Light)10照射在印刷電路板20上，再以光感應(yīng)檢測(cè)器30檢索其金屬導(dǎo)線的反射光信號(hào)，并經(jīng)影像處理而成為反射影像，如圖5所示。二、利用激光激發(fā)非金屬導(dǎo)線部分的有機(jī)螢光基材，再以光感應(yīng)檢測(cè)器檢索其激光誘發(fā)螢光(Laser Induced Fluorescencc，LIF)影像。
上述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)法的最大的差異在于其光學(xué)照明系統(tǒng)，第一種采用白光照射印刷電路板，第二種方法則采用激光激發(fā)印刷電路板上的有機(jī)螢光材料。前者利用白光照射電路板，其是檢索電路板上金屬導(dǎo)線表面的反射光而成像，這些信號(hào)代表導(dǎo)線及其他電路板上金屬導(dǎo)線的表面結(jié)構(gòu)，后者采激光為照射光源，其影像則是檢索電路板基材的激光誘發(fā)螢光信號(hào)，而此螢光信號(hào)所代表電路板上非金屬基材的影像，亦即代表金屬導(dǎo)線間的距離及斷面間的距離，或是金屬導(dǎo)線上的兩個(gè)孔環(huán)(Annular Ring)間的距離。
一經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)的激光誘發(fā)螢光自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，將產(chǎn)生一完整且正確的電路板的表面影像信息，其中包含了細(xì)微電路的結(jié)構(gòu)及非反射式的缺陷。另外，由于以螢光信號(hào)為基礎(chǔ)的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)機(jī)對(duì)于電路板上的氧化的金屬區(qū)域并不敏感，因此并不會(huì)因?yàn)榻饘傺趸c(diǎn)而造成錯(cuò)誤判斷(False Calls)，但是以反射式白光自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)則無(wú)法區(qū)分此金屬氧化部分，而導(dǎo)致錯(cuò)誤的電路缺陷判斷，且由于反射式白光自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)雖然光強(qiáng)度較強(qiáng)但解析度不高，造成其使用上的限制，目前一般均以激光誘發(fā)螢光作檢測(cè)。
目前光學(xué)檢測(cè)儀器架構(gòu)多使用單一或多重光源的螢光探頭，經(jīng)由光學(xué)鏡組的組設(shè)，使其成像于影像檢測(cè)器，如圖6所示，即為一具有雙光源70的光學(xué)檢測(cè)儀器，其激發(fā)光經(jīng)由反射鏡組80的反射到達(dá)基板60，最后傳送至影像檢測(cè)器90，但在此儀器的架構(gòu)下，光源所發(fā)射的光多數(shù)均發(fā)散，而未被送達(dá)影像檢測(cè)器，造成光強(qiáng)度的不足。發(fā)明人本著積極發(fā)明的精神，提出一種可以提高光源再利用的“多重反射螢光探頭”，幾經(jīng)研究實(shí)驗(yàn)終于完成此發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種多重反射螢光探頭，以便能簡(jiǎn)化螢光探頭的光學(xué)架構(gòu)，并能增加光源的再利用提高解析度，減少光源數(shù)目，加速檢測(cè)時(shí)間，且應(yīng)用于印刷電路板時(shí)，可達(dá)到高密度線路的檢測(cè)。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的多重反射螢光探頭，其中一螢光材料是位于一樣品的表面，并以一產(chǎn)生一激發(fā)光的光源照射該樣品上的螢光材料產(chǎn)生螢光；該多重反射螢光探頭包括二共焦排列的離軸拋物面鏡，其中該樣品置放于該離軸拋物面鏡的該焦點(diǎn)上，該光源產(chǎn)生的激發(fā)光是直接入射或間接反射至該離軸拋物面鏡的該焦點(diǎn)位置，再反射至其中一該離軸拋物面鏡，形成一平行光，再入射至另一該離軸拋物面鏡，并再次聚焦于該焦點(diǎn)；一影像檢測(cè)器，以檢測(cè)該樣品上的螢光材料所發(fā)出的螢光；一濾光鏡，位于該樣品與該影像檢測(cè)器之間，以濾除該反射的激發(fā)光，使螢光穿透送達(dá)該影像檢測(cè)器；以及一光學(xué)顯影鏡組，位于該濾光鏡與該影像檢測(cè)器之間，以將該螢光聚焦于該影像檢測(cè)器上。


圖1是本發(fā)明多重反射螢光探頭一較佳實(shí)施例的示意圖；圖2(A)是本發(fā)明多重反射螢光探頭的離軸拋物面鏡的俯視圖；圖2(B)是本發(fā)明多重反射螢光探頭的離軸拋物面鏡的后視圖；圖2(C)是本發(fā)明多重反射螢光探頭的離軸拋物面鏡的側(cè)視圖；圖2(D)是本發(fā)明多重反射螢光探頭的離軸拋物面鏡的立體圖；圖3是本發(fā)明多重反射螢光探頭一較佳實(shí)施例的示意圖；圖4是本發(fā)明多重反射螢光探頭一較佳實(shí)施例的示意圖；圖5是現(xiàn)有的反射式白光自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；圖6是現(xiàn)有的螢光探頭的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的多重反射螢光探頭可應(yīng)用于印刷電路板的缺陷檢測(cè)如線寬、鉆孔品質(zhì)、殘銅及殘留基材等，亦可應(yīng)用于生物晶片(如基因晶片、蛋白質(zhì)晶片等)的檢測(cè)。本發(fā)明的光源可誘發(fā)螢光物質(zhì)發(fā)光，故其波長(zhǎng)是依據(jù)螢光物質(zhì)而定，一般使用激光，亦可使用發(fā)光二極管；光源形狀較佳為一線型光源，以加速樣品表面掃描的速度，但其亦可為一點(diǎn)光源。該多重反射螢光探頭較佳更包含一檢測(cè)平臺(tái)，用以置放該樣品，并可調(diào)整檢測(cè)平臺(tái)的垂直位置，使離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)落于該樣品的表面，更佳為具有水平移動(dòng)的功能，以對(duì)樣品作區(qū)域性掃描。本發(fā)明的離軸拋物面鏡的表面金屬并無(wú)限制，其較佳為具有良好的反射率，故其可選自由鋁、銅、銀、金、鉑、或鎳等材料制成。
本發(fā)明的光源路徑，可為直接入射該離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)位置，此時(shí)離軸拋物面鏡具有一狹縫，以使該光源的激發(fā)光經(jīng)由此預(yù)留的狹縫直接入射向離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)位置，該光源的激發(fā)光直接入射樣品的入射角度介于10至80度之間，較佳為45度，以縮小整個(gè)螢光探頭的體積；亦或是光源由反射后朝向該離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)位置，此時(shí)鏡頭可外加一分色鏡，使光源的激發(fā)光經(jīng)由分色鏡的反射，朝向該離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)位置，或是離軸拋物面鏡具有一狹縫，以使該光源的激發(fā)光穿越狹縫，經(jīng)由該離軸拋物面鏡的反射，朝向該離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)位置。
為能更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉三較佳具體實(shí)施例說(shuō)明如下。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1在本實(shí)施例中的多重反射螢光探頭，請(qǐng)參閱圖1，是配合一印刷電路板110表面的缺陷檢測(cè)，利用激光激發(fā)非金屬導(dǎo)線部分的有機(jī)螢光材料，配合光學(xué)濾光片130將激發(fā)激光濾除，再以影像檢測(cè)器140檢索其激光誘發(fā)螢光(Laser Induced Fluorescence，LIF)影像。多重反射螢光探頭包括共焦排列的二離軸拋物面鏡120與121，其形狀如圖2(A)至2(D)所示，其中一離軸拋物面鏡121具有一呈45度傾斜的線型狹縫122；一線型激光光源150，產(chǎn)生激光的激發(fā)光，并以45度角經(jīng)由線型狹縫122直接入射離軸拋物面鏡120與121的焦點(diǎn)123位置；一影像檢測(cè)器140，以檢測(cè)印刷電路板110上的螢光材料所誘發(fā)的螢光；一濾光鏡130，位于印刷電路板110與影像檢測(cè)器140之間，以濾除激光的激發(fā)光，使螢光穿透送達(dá)該影像檢測(cè)器140；一水平移動(dòng)的檢測(cè)平臺(tái)170，用以置放印刷電路板110，并使離軸拋物面鏡120與121的焦點(diǎn)123落于印刷電路板110的表面；以及一光學(xué)顯影鏡組160，位于濾光鏡130與影像檢測(cè)器140之間，以將螢光聚焦于影像檢測(cè)器140上。其中當(dāng)激光的激發(fā)光與誘發(fā)的螢光，經(jīng)印刷電路板110上的金屬線表面反射，再由離軸拋物面鏡120與121收集并以一平行光反射至另一離軸拋物面鏡121與120，再將反射光再次聚焦于該焦點(diǎn)上，此重復(fù)的光反射，將透過(guò)濾光鏡130濾除激光的激發(fā)光，并經(jīng)光學(xué)影像鏡組160將螢光聚焦于影像檢測(cè)器140，可增加檢測(cè)區(qū)的受光強(qiáng)度，而達(dá)到多重反射激發(fā)光的螢光檢測(cè)，其中當(dāng)離軸拋物面鏡的表面金屬為鋁，印刷電路板的金屬導(dǎo)線為銅材時(shí)，激光波長(zhǎng)為400nm下光強(qiáng)度約可增加40％，激光波長(zhǎng)為650nm下光強(qiáng)度約可增加73％；且此種螢光探頭由于光源直接照射印刷電路板，并無(wú)利用離軸拋物面鏡反射再聚焦，故離軸拋物面鏡體積較小，整個(gè)探頭所占體積亦變小。
實(shí)施例2在本實(shí)施例中的多重反射螢光探頭，請(qǐng)參閱圖3，是配合一印刷電路板210表面的缺陷檢測(cè)，利用激光激發(fā)非金屬導(dǎo)線部分的有機(jī)螢光，配合光學(xué)濾光片230將激光濾除，再以影像檢測(cè)器240檢索其激光誘發(fā)螢光(Laser Induced Fluorescence，LIF)影像。反射螢光探頭包括共焦排列的二離軸拋物面鏡220與221，其中一離軸拋物面鏡221具有一與印刷電路板210表面平行的線型狹縫222；一線型激光光源250，產(chǎn)生激光的激發(fā)光，并穿越線型狹縫222，到達(dá)離軸拋物面鏡221上，隨后反射至離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)223位置；一影像檢測(cè)器240，以檢測(cè)印刷電路板210上的螢光材料所誘發(fā)的螢光；一濾光鏡230，位于印刷電路板210與影像檢測(cè)器240之間，以濾除激光的激發(fā)光，使螢光穿透送達(dá)該影像檢測(cè)器240；一水平移動(dòng)的檢測(cè)平臺(tái)270，用以置放印刷電路板210，并使離軸拋物面鏡220與221的焦點(diǎn)223落于印刷電路板210的表面；以及一光學(xué)顯影鏡組260，位于濾光鏡230與影像檢測(cè)器240之間，以將螢光聚焦于影像檢測(cè)器240上。其中當(dāng)激光激發(fā)的光與誘發(fā)的螢光，經(jīng)印刷電路板210上的金屬線表面反射，再由離軸拋物面鏡220與221收集并以一平行光反射至另一離軸拋物面鏡221與220，再將反射光聚焦于該焦點(diǎn)上，此重復(fù)之光反射行為將增加檢測(cè)區(qū)的受光強(qiáng)度。且該激光的激發(fā)光先到達(dá)離軸拋物面鏡再聚焦至印刷電路板，可使原發(fā)散的激光光源集中。
實(shí)施例3在本實(shí)施例中的多重反射螢光探頭，請(qǐng)參閱圖4，是配合一布植有復(fù)數(shù)個(gè)螢光基團(tuán)的核酸探針的生物晶片310，其利用激光激發(fā)，并配合分色鏡330將激發(fā)激光濾除，再以影像檢測(cè)器340檢索其激光誘發(fā)螢光影像。該螢光探頭包括共焦排列的二離軸拋物面鏡320與321；一線型激光光源350，產(chǎn)生激光的激發(fā)光，并由分色鏡330反射，到達(dá)離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)323位置；一影像檢測(cè)器340，以檢測(cè)螢光物質(zhì)所在的位置；一分色鏡330，位于生物晶片310與影像檢測(cè)器340之間，以濾除激光的激發(fā)光，使螢光穿透送達(dá)該影像檢測(cè)器340；一具水平垂直移動(dòng)的檢測(cè)平臺(tái)370，用以置放生物晶片310；并使離軸拋物面鏡320與321的焦點(diǎn)323落于生物晶片310的表面；以及一光學(xué)顯影鏡組360，位于分色鏡330與影像檢測(cè)器340之間，以將螢光聚焦于影像檢測(cè)器340上。其中當(dāng)激光的激發(fā)光由線型激光光源350間接照射至生物晶片310后，經(jīng)由生物晶片310基板的反射，再由離軸拋物面鏡320與321收集并以一平行光反射至另一離軸拋物面鏡321與320，再將反射光聚焦于該焦點(diǎn)上，此種復(fù)之光反射行為將增加檢測(cè)區(qū)的受光強(qiáng)度，增強(qiáng)螢光的信號(hào)，加速檢測(cè)時(shí)間，且其架構(gòu)簡(jiǎn)單，容易組裝。
上述實(shí)施例僅是為了方便說(shuō)明而舉例。
權(quán)利要求
1.一種螢光材料檢測(cè)的多重反射螢光探頭，其中一螢光材料是位于一樣品的表面，并以一產(chǎn)生一激發(fā)光的光源照射該樣品上的螢光材料產(chǎn)生螢光；其特征在于，該多重反射螢光探頭包括二共焦排列的離軸拋物面鏡，其中該樣品置放于該離軸拋物面鏡的該焦點(diǎn)上，該光源產(chǎn)生的激發(fā)光是直接入射或間接反射至該離軸拋物面鏡的該焦點(diǎn)位置，再反射至其中一該離軸拋物面鏡，形成一平行光，再入射至另一該離軸拋物面鏡，并再次聚焦于該焦點(diǎn)；一影像檢測(cè)器，以檢測(cè)該樣品上的螢光材料所發(fā)出的螢光；一濾光鏡，位于該樣品與該影像檢測(cè)器之間，以濾除該反射的激發(fā)光，使螢光穿透送達(dá)該影像檢測(cè)器；以及一光學(xué)顯影鏡組，位于該濾光鏡與該影像檢測(cè)器之間，以將該螢光聚焦于該影像檢測(cè)器上。
2.如權(quán)利要求1所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該光源為一激光光源或一發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該光源為一線型光源或點(diǎn)光源。
4.如權(quán)利要求1所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該探頭更包含一檢測(cè)平臺(tái)，用以置放該樣品，并使該離軸拋物面鏡的該焦點(diǎn)落于該樣品的表面。
5.如權(quán)利要求1所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該檢測(cè)平臺(tái)具水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)、或水平垂直移動(dòng)功能。
6.如權(quán)利要求1所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該離軸拋物面鏡的表面金屬為鋁、銅、銀、金、鉑、或鎳。
7.如權(quán)利要求1所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該離軸拋物面鏡具有一狹縫，以使該光源的激發(fā)光經(jīng)由該狹縫直接入射朝向該離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)位置。
8.如權(quán)利要求1所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該濾光鏡以一分色鏡取代，并使該光源的激發(fā)光經(jīng)由該分色鏡的反射，朝向該離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)位置。
9.如權(quán)利要求1所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述中該離軸拋物面鏡具有一狹縫，以使該光源的激發(fā)光穿越該狹縫，經(jīng)由該離軸拋物面鏡的反射，朝向該離軸拋物面鏡的焦點(diǎn)位置。
10.如權(quán)利要求7所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該光源的激發(fā)光入射該樣品的入射角度介于10至80度之間。
11.如權(quán)利要求1所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述裝置應(yīng)用于印刷電路板的缺陷檢測(cè)或生物晶片檢測(cè)。
12.如權(quán)利要求7所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該光源的激發(fā)光入射該樣品的入射角度為30度、45度、或60度。
13.如權(quán)利要求7所述的多重反射螢光探頭，其特征在于，所述該狹縫為一線型狹縫或一圓柱型狹縫。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種多重反射螢光探頭，是配合一樣品表面的螢光材料檢測(cè)，包括一產(chǎn)生一激發(fā)光的光源，該激發(fā)光照射該樣品上的螢光材料產(chǎn)生螢光；二共焦排列的離軸拋物面鏡，用以收集并反射該入射至該樣品的激發(fā)光與螢光；一影像檢測(cè)器，以檢測(cè)該樣品上的螢光材料所發(fā)出的螢光；一濾光鏡，位于該樣品與該影像檢測(cè)器之間，以濾除該反射的激發(fā)光；以及一光學(xué)顯影鏡組，位于該濾光鏡與該影像檢測(cè)器之間，以將該螢光聚焦于該影像檢測(cè)器上。
文檔編號(hào)G01N21/64GK1621815SQ20031011881
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者李耀昌, 林雁容, 劉定坤 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院