线光准直镜头、线光发射器以及检测设备的制作方法

本技术涉及光学检测，特别是涉及一种线光准直镜头、线光发射器以及检测设备。

背景技术：

1、近年来，随着集成电路ic制造的蓬勃发展，半导体产品也在由二维向三维发展，其从技术发展方向来看，半导体行业出现了系统级封装(sip)等新的封装方式；而从技术实现方法来看，半导体行业也出现了倒装(flipchip)、凸块封装(bumping)、晶圆级封装(waferlevelpackage)、2.5d封装(如interposer，rdl等)以及3d封装(tsv)等先进封装技术。尤其是凸块封装作为一种新型的芯片与基板间电气互联的方式，可以通过小的球形导电材料实现，而这种导电球体被称为凸块(bump)，制作导电球体的工序被称为凸块封装(bumping)，这样当粘有凸块的晶粒被倒置并与基板对齐时，晶粒便很容易与基板触垫(pad)进行连接。相比于传统的引线连接，凸块封装有着诸多优势，比如更小的封装尺寸和更快的器件速度。

2、鉴于凸块封装方式在广泛使用时，需要进行大量的检测，例如凸块高度的检测、凸块共面度的检测、凸块大小的检测以及凸块间距(bump-pitch)的检测等；目前，现有的凸块检测方案主要是采用基于激光光源的三角测量技术，光谱共焦技术以及白光干涉技术。

3、然而，一方面现有的光谱共焦方案和白光干涉方案主要使用显微系统来实现，其视场受限于显微镜的小视场，导致测量时间较长，造成这种检测设备的整体产能(wph)不足；另一方面现有的三角测量方案通常是基于激光光源开发的，不仅因激光具有比较宽的线宽(大于11um)而导致能够测量的最小凸块高度较大(大于20um)，而且还因激光波长单一而导致其对于不同材质的晶圆，反射率差异较大，进而造成三角测量的信号强弱差异很大，严重影响测量精度。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有的激光光源线宽较大、用于光学检测的精度较低的问题，提供一种线光准直镜头、线光发射器以及检测设备。

2、本实用新型的一个优势在于提供一种线光准直镜头、线光发射器以及检测设备，其能够实现较小线宽照明，有利于提升三角测量的精度，便于减小能够测量到的最小凸块高度和最小凸块间距。

3、本实用新型的另一个优势在于提供一种线光准直镜头、线光发射器以及检测设备，其能够兼容多种波长的照明，可以应用于白光或各种单色光，以便拓展其应用范围。

4、本实用新型的另一个优势在于提供一种线光准直镜头、线光发射器以及检测设备，其能够依托led光源和镜头在批量生产使用时的低成本优势，大幅降低设备成本，便于普及和推广。

5、本实用新型的另一优势在于提供一种线光准直镜头、线光发射器以及检测设备，其中为了达到上述目的，在本实用新型中不需要采用昂贵的材料或复杂的结构。因此，本实用新型成功和有效地提供一解决方案，不只提供一种简单的线光准直镜头、线光发射器以及检测设备，同时还增加了所述线光准直镜头、线光发射器以及检测设备的实用性和可靠性。

6、为了实现本实用新型的上述至少一优势或其他优点和目的，本实用新型提供了一种线光准直镜头，包括从物侧到像侧沿光轴方向依次排布的：反向弯月透镜、凸凹胶合透镜、光阑、凹凸胶合透镜以及正向弯月透镜，所述线光准直镜头还包括位于所述凹凸胶合透镜的像侧的像差矫正透镜组，并且所述线光准直镜头的像方远心度小于1°。

7、采用上述技术方案，能够实现线长大于11mm且线宽小于10um的远心线光照明，有利于提升三角测量的精度，减小能够测量到的最小凸块高度和最小凸块间距。

8、根据本技术的一个实施例，所述线光准直镜头的物距在150mm至250mm之间，并且所述线光准直镜头的像距在40mm至80mm之间。

9、根据本技术的一个实施例，所述反向弯月透镜的物侧面为曲率半径在20mm至100mm之间的凸面；且所述反向弯月透镜的像侧面为曲率半径在60mm至无穷大之间的凹面；所述反向弯月透镜具有正光焦度。

10、根据本技术的一个实施例，所述凸凹胶合透镜是由第一双凸透镜和第一双凹透镜胶合而成；所述第一双凸透镜位于所述第一双凹透镜的物侧。

11、根据本技术的一个实施例，所述凸凹胶合透镜的物侧面为曲率半径在20mm至50mm之间的凸面；所述凸凹胶合透镜的胶合面为曲率半径在9mm至16mm之间的曲面；所述凸凹胶合透镜的像侧面为曲率半径在13mm至20mm之间的凹面。

12、根据本技术的一个实施例，所述凹凸胶合透镜是由第二双凹透镜和第二双凸透镜胶合而成；所述第二双凹透镜位于所述第二双凸透镜的物侧。

13、根据本技术的一个实施例，所述凹凸胶合透镜的物侧面为曲率半径在10mm至20mm之间的凹面；所述凹凸胶合透镜的胶合面为曲率半径在12mm至30mm之间的曲面；所述凹凸胶合透镜的像侧面为曲率半径在13mm至20mm之间的凸面。

14、根据本技术的一个实施例，所述像差矫正透镜组包括沿光轴方向设置的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜位于所述凹凸胶合透镜和所述正向弯月透镜之间，所述第二透镜位于所述正向弯月透镜的像侧；所述像差矫正透镜组具有正光焦度。

15、根据本技术的一个实施例，所述第一透镜的物侧面为曲率半径在20mm至60mm之间的凸面，所述第一透镜的像侧面为曲率半径在60mm至无穷大之间的凹面；所述第二透镜的物侧面为曲率半径在100mm至150mm之间的凸面，所述第二透镜的像侧面为曲率半径在100mm至200mm之间的凸面。

16、根据本技术的一个实施例，所述正向弯月透镜的物侧面为曲率半径在70mm至100mm之间的凹面；所述正向弯月透镜的像侧面为曲率半径在30mm至50mm之间的凸面。

17、根据本技术的一个实施例，所述反向弯月透镜的像侧面和所述凸凹胶合透镜的物侧面之间的间隔在15mm至30mm之间；所述凸凹胶合透镜的像侧面和所述凹凸胶合透镜的物侧面之间的间隔在2mm至5mm之间；所述凹凸胶合透镜的像侧面和所述第一透镜的物侧面之间的间隔在0.1mm至1mm之间；所述第一透镜的像侧面和所述正向弯月透镜的物侧面之间的间隔在15mm至30mm之间；所述正向弯月透镜的像侧面和所述第二透镜的物侧面之间的间隔在0.1mm至3mm之间。

18、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供了一种线光发射器，包括：

19、光源组件；和

20、上述任一所述的线光准直镜头，所述线光准直镜头位于所述光源组件的出射端。

21、根据本技术的一个实施例，所述线光准直镜头的放大倍率在0.2倍至0.5倍之间。

22、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供了一种线光发射器，包括led光源、匀光元件、狭缝元件以及线光准直镜头；其中所述匀光元件、所述狭缝元件以及所述线光准直镜头沿光轴方向依次排布于所述led光源的发射光路，并且所述led光源包括线状排布的多个led芯片。

23、根据本技术的一个实施例，所述狭缝元件的狭缝宽度在3um至50um之间。

24、根据本技术的另一方面，本技术进一步提供了一种检测设备，包括：

25、上述任一所述的线光发射器，用于发射线状光线至待测物；

26、被设置于反射光路的成像镜头，用于接收来自该待测物的反射光并汇聚形成成像光；以及

27、探测器，所述探测器被设置于所述成像镜头的像侧，用于接收来自所述成像镜头的成像光以成像。