[发明专利]用于部件的单轴线横截面扫描的方法和装置

说明书

背景

美国专利5,139,338、5,261,648、5,880,961、6,091,099以及6,407,735中描述了部件的横截面扫描以及扫描中产生的数据的处理。宽泛地说，这些技术涉及已封围在封装材料内的部件的重复光学扫描，从而在去除部件/封装组合的连续层时，通过对去除前一层后剩下的每个连续表面的图像的扫描数据进行计算机处理，产生关于部件尺寸的数据。由于封装材料在表面的各部分之间形成的光学对比和由于部件的材料产生的对比识别部件本身的尺寸。后获取数据处理技术改进用于各种目的的数据效用。美国专利6,407,735中描述了一个这种技术。

发明内容

以上列举的专利中披露的技术和系统的商用实施例通常涉及所谓的“X轴线”方法，意思是台架或穿梭件沿分开的扫描和材料去除工位前后线性运载部件/封装组合。本申请披露了利用所谓的“Z轴线”方法进行部件的横截面扫描的改进的方法和装置的各种实施例。这些实施例采用其中扫描装置的焦平面从不沿垂向或Z方向、即部件/封装组合的台架移动的方向移动的扫描工位。材料去除和扫描的不同步骤与去除表面层之后沿Z方向移动部件/封装组合，因此将新形成的表面放回焦平面进行下次扫描步骤的中间步骤交替进行。为了完成这些，去除工位(不是承载部件/封装组合的台架)在扫描步骤之间重复沿+/-X方向，即移入和移出扫描工位的视野。材料去除工位具体构造成去除部件/封装组合的所要求的表面层和形成的碎屑，而无需先前商业应用中需要使用X轴线方法的独立的环境。

附图说明

附图示出较佳实施例，且因此应当理解，除了下文具体指出的之外，形状、比例、大小等的微小变化对于本发明的范围是不重要的。

图1是根据以下详细说明的系统的示意性侧视图。

图2是图1的一部分的原型实施例的细节上部立体图。

图3是图2的一部分的细节下部立体图。

具体实施方式

一般来说，本申请基本上属于美国专利5,139,338、5,261,648、5,880,961和6,091,099中揭示的用于横截面扫描的方法和装置的改进版本。这些文献都以参见的方式纳入，且在下述讨论中假设熟悉这些文献中每个所教示的基本操作原理。因此，应当理解本领域已知的细节，诸如与部件/封装组合的连续层的去除相关的细节，关于部件尺寸的数据的产生(包括去除前一层之后剩余的每个连续表面的图像的扫描数据的计算机处理)，以及为各种目的改进数据效用的后获取数据处理技术。

参照图1-3，原型横截面扫描系统10包括垂向移动台架11和固定焦平面扫描器12。在较佳实施例中，扫描器12相对于系统10固定，且因此仅需明确地考虑台架11的垂向运动。但是，尽管不是最佳的，但扫描器12可能相对于台架11移动，但接下来的讨论假设仅台架11沿垂向移动，应理解也包括非较佳方法。

台架11支承部件/封装组合13，从而台架11的垂向运动使组合13沿垂向朝向扫描器12行进。初始运动将组合13的上表面放置在扫描器12的焦平面的固定位置F上方对应于待要去除的一材料厚度的高度的位置。然后通过下文进一步描述的切割子系统14从组合13的上(面对扫描器)表面去除该厚度。这将这样形成的上表面精确地放置在扫描器12的固定焦平面的位置处，并根据常规技术进行扫描。重复一系列步进运动，每个对应于所要去除的材料的厚度的距离，该步进运动与这种材料的去除交替，去除材料后扫描形成的新的上表面。因此，在固定焦平面的位置处进行每个扫描步骤。部件/封装组合从不沿X或Y方向穿梭。

一般而言，扫描器12是多像素扫描器、摄像机或诸如CCD阵列、直线扫描摄像机或区域扫描摄像机之类的类似光学图像捕捉装置。对于扫描器12来说，高分辨率(每平方厘米155,000像素或更高)(每平方英寸兆像素或更高)图像捕捉设备是较佳的。在该情况下，较佳的但非限制，每个切片的厚度是25.4微米[千分之一(0.001)英寸]。该组合产生沿三个正交主方向中的每个以25.4微米[千分之一(0.001)英寸]的刻度测量的数据点。

提到厚度测量应当理解为是指垂直于部件/封装组合13的表面进行的测量。该部件本身通常在封装材料内以一定非正交角度定向，且因此沿主要X、Y和Z平面测得的距离可揭示部件的大于或小于在测量位置处垂直于部件表面测得的厚度的量。

如图所示，部件/封装组合13通常沿三个主要方向中的每个在横截面上大致呈矩形。较佳的，但不要求，组合13具有44.4毫米×63.5毫米×88.9毫米(1-3/4英寸×2-1/2英寸×3-1/2英寸)量级的最大尺寸。这仅是较佳的。