Abstract
In the manufacturing process of the LQFP/TQFP (Low-profile Quad Flat Package/Thin Quad Flat Package), the requirement of a 3 dimensional inspection is increasing rapidly and a 3D inspection of the shape of a chip has become an important report of quality control. This study developed a 3 dimensional measurement system based on PMP (Phase Measuring Profilometry) for an inspection of the LQFP/TQFP chip and image processing algorithms. The defects of the LQFP/TQFP chip were classified according to the dimensions. The 2 dimensional optical system was designed by the dorm illumination to achieve constant light distribution, In the 3 dimensional optical system, PZT was used for moving 90 degree in phase. The problem of 2 ambiguity was solved from the measured moir? pattern using the ambiguity elimination algorithm that finds the point of ambiguity and refines the phase value. The proposed 3D measurement system was evaluated experimentally.
LQFP/TQFP(Low-profile Quad Flat Package/Thin Quad Flat Package) 패키지 공정에서는 높은 수준의 품질 관리를 위해 3차원 형상 측정 방법을 도입하고 있어 본 연구에서는 최종 외관 불량 검사를 위하여 projection moire 방식의 3D 영상 검사를 위한 광학 시스템과 영상처리 알고리즘을 개발하였다. LQFP/TQFP칩에서 발생하는 불량들은 2D 불량항목과 3D 불량 항목으로 구분하여 불량 항목을 상세히 정의하였다. 광학계를 설계함에 있어서 2D 측정 광학계는 돔 조명을 사용하여 일정한 광분포도를 갖도록 설계하고, 3D 측정 광학계는 PZT를 이용하여 모아레 패턴이 90도씩 정확한 위상을 갖도록 이송을 위한 기구적 메커니즘을 설계한다. 물체의 모아레 측정시 위상 변화에서 나타나는 $2{\pi}$ 모호성을 해결하기 위해 측정된 모아레 무늬를 비교하여 $2{\pi}$ 위상의 모호성이 발생하는 부분에서 수정된 다른 위상을 참고하는 알고리즘을 적용하였다. 개발된 검사 시스템은 LQFP/TQFP 외관 검사 공정에 적용하였으며, 실험에서 최대 높이의 측정 오차는 $1.34{\mu}m$ 이내로, 3차원 외관형상 불량 검사 조건을 만족할 만한 성능을 보였다.
