镜筒组件、检测装置及检测设备的制作方法

1.本技术涉及工业检测技术领域，特别涉及一种镜筒组件、检测装置及检测设备。


背景技术：

2.自动光学检测(automated optical inspection,aoi)设备可以通过光学检测模块对待测物进行检测，在一些情况下，光学检测模块设置有多个检测通道，多个检测通道需要配合工作以满足检测要求。每个检测通道通常都采用独立的镜筒结构，再通过外部的固定和安装结构来固定多个镜筒结构之间的相对位置关系，然而，在装设和调整光学检测模块时，多个镜筒难以调整到合适的相对位置，且在使用过程中，多个镜筒之间的相对位置容易因为振动等因素而产生偏差。


技术实现要素：

3.本技术实施方式提供了一种镜筒组件、检测装置及检测设备。
4.本技术实施方式的镜筒组件包括第一镜筒，所述第一镜筒为一体结构，所述第一镜筒包括多个子镜筒，每个所述子镜筒包括第一端、与所述第一端相背的第二端、及贯穿所述第一端与所述第二端的光通道，所述光通道用于供光线通过。
5.在某些实施方式中，多个所述光通道的中心线在同一平面内；及/或
6.多个所述光通道的中心线相交于一点；及/或
7.所述光通道的数量为至少三个，存在两个光通道相对于另一个光通道的中心线呈轴对称分布。
8.在某些实施方式中，在所述第一镜筒的第一侧，且在相邻的两个所述子镜筒之间，所述第一镜筒形成有第一沟槽，所述第一沟槽连通相邻的两个所述光通道与大气。
9.在某些实施方式中，在所述第一镜筒的第二侧，所述第一镜筒形成有多个第二沟槽，多个所述第二沟槽与多个所述光通道一一对应，每个所述第二沟槽连通大气与对应的所述光通道，所述第二侧与所述第一侧为所述第一镜筒相背的两侧。
10.在某些实施方式中，所述第一镜筒还包括定位件，所述定位件凸出于所述第二侧，所述定位件用于与支架上的定位结构配合，以定位所述第一镜筒在所述支架上的安装位置。
11.在某些实施方式中，所述镜筒组件还包括多个第二镜筒，多个所述第二镜筒与多个所述子镜筒一一对应地连接，每个所述第二镜筒可拆卸地连接在对应的所述子镜筒的所述第一端。
12.在某些实施方式中，所述子镜筒与所述第二镜筒中的一个形成有定位凸起，所述子镜筒与所述第二镜筒中的另一个形成有定位凹槽，所述子镜筒与所述第二镜筒通过所述定位凸起与所述定位凹槽相互配合。
13.在某些实施方式中，所述镜筒组件还包括多个第三镜筒，多个所述第三镜筒与多个所述子镜筒一一对应地连接，所述子镜筒的侧壁上开设有通光孔；所述第三镜筒的一端
安装在对应的所述通光孔上，另一端与光源相通，以使得所述光源发出的光线穿过所述第三镜筒后进入所述光通道。
14.本技术实施方式的检测装置包括本技术任一实施方式所述的镜筒组件；及光学元件，所述光学元件安装在所述光通道内。
15.本技术实施方式的检测设备包括支架；及本技术实施方式的检测装置，所述检测装置安装在所述支架上。
16.本技术实施方式的镜筒组件、检测装置及检测设备中，第一镜筒包括多个子镜筒，每个子镜筒开设有用于供光线通过的光通道，且第一镜筒为一体结构，使得第一镜筒中的多个光通道之间的相对位置得以固定，在安装过程中不需要再调整多个光通道之间的相对位置，在使用过程中，多个光通道之间的相对位置也不会发生改变，提高使用镜筒组件的便利性和可靠性。
17.本技术实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
18.本技术的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本技术某些实施方式的检测设备的结构示意图；
20.图2为本技术某些实施方式的检测装置与支架的一个角度的立体分解示意图；
21.图3为本技术某些实施方式的检测装置与支架的另一个角度的立体分解示意图；
22.图4为本技术某些实施方式的检测装置的立体结构示意图；
23.图5为图4中的检测装置的v部分的放大示意图；
24.图6为图2中的检测装置的vi部分的放大示意图；
25.图7为本技术某些实施方式的第一镜筒的结构示意图；
26.图8为图3中的支架的viii部分的放大示意图；
27.图9为图2中的检测装置的ix部分的放大示意图。
28.主要元件及符号说明：
29.检测设备1000、工件2000、支架200、定位结构201、第二固定结构202、承载装置300、转运装置400、检测装置100、镜筒组件10、第一镜筒11、子镜筒111、第一端112、第二端113、光通道114、第一侧115、第一沟槽116、第二侧117、第二沟槽118、定位件119、定位凸起11a、第一固定结构11b、第二镜筒12、定位凹槽121、第三镜筒13、光源14。
具体实施方式
30.下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术的实施方式，而不能理解为对本技术的实施方式的限制。
31.请参阅图1，图1为本技术某些实施方式的检测设备1000的结构示意图，检测设备1000可用于检测工件2000。
32.具体地，被检测的工件2000可以是晶圆、芯片、基板、薄膜、显示面板、电子设备的外壳、电子设备的盖板、电子设备的电子元器件等，本技术说明书以被检测的工件2000是晶圆为例，可以理解，工件2000的具体类型还可以是其他，在此不作限制。
33.检测设备1000可以是工业检测机台，检测设备1000可用于检测工件2000上选定特征的位置、尺寸等参数，或者检测设备1000可用于检测工件2000上是否存在缺陷，以判断工件2000是否满足质量要求。在一个例子中，在工件2000的多个制程中的任意一个制程完成后，检测设备1000用于检测工件2000是否合格，以提高最终工件2000产品的产品良率，降低生产成本。
34.请继续参阅图1，检测设备1000包括检测装置100、支架200、承载装置300及转运装置400。
35.其中，支架200可以是检测设备1000中的安装载体，检测设备1000的检测装置100、承载装置300、电气结构、气压系统等均可以安装在支架200上。在一个例子中，承载装置300可以是可活动地安装在支架200上，以使得承载装置300可以带动工件2000运动或转运；检测装置100也可以是可活动地安装在支架200上，以使得检测装置100的检测角度、检测位置、检测调试等检测参数可以进行调整。
36.承载装置300用于固定工件2000，承载装置300可以通过真空吸附、静电吸附、机械夹取等方式固定工件2000。承载装置300可以带动工件2000在平面内运动，以改变被检测装置100检测的位置。
37.转运装置400可用于将待检测的工件2000运送至承载装置300上，转运装置400还可用于将被检测完成后的工件2000从承载装置300中取下，并运送至合格品收集或者不合格品收集入。转运装置400具体可以是机械手，例如两关节的机械手、三关节的机械手等，在此不作限制。
38.检测装置100安装在支架200上，检测装置100可用于对工件2000进行检测。在一个例子中，检测装置100的数量为一个，该一个检测装置100可以用于检测工件2000的二维缺陷、及/或三维缺陷。在另一个例子中，检测装置100的数量为两个，该两个检测装置100中的一个可以用于检测工件2000的二维缺陷、另一个可以用于检测工件2000的三维缺陷，以实现在同一个检测设备1000中，可以对工件2000的二维缺陷及三维缺陷都进行检测的目的。
39.请参阅图2至图4，其中，图2及图3为本技术某些实施方式的检测装置100与支架200的立体分解示意图，图4为本技术某些实施方式的检测装置100的立体结构示意图，检测装置100包括镜筒组件10及光学元件(图未示)。光学元件可以安装在镜筒组件10内，依据不同的使用需求，可以使用不同类型的光学元件。另外，镜筒组件10还可以用于安装探测器、光源14、光纤等元件，以实现检测装置100对工件2000的检测功能。
40.下面将重点对本技术实施方式的镜筒组件10进行详细地描述。
41.请参阅图4至图6，其中，图5为图4中的检测装置100的v部分的放大示意图，图6为图2中的检测装置100的vi部分的放大示意图，镜筒组件10包括第一镜筒11，第一镜筒11为一体结构，第一镜筒11包括多个子镜筒111。每个子镜筒111包括第一端112、第二端113及光通道114，第二端113与第一端112相背，光通道114贯穿第一端112与第二端113，光通道114用于供光线通过。
42.采用本技术实施方式的镜筒组件10，第一镜筒11包括多个子镜筒111，每个子镜筒
111开设有用于供光线通过的光通道114，且第一镜筒11为一体结构，使得第一镜筒11中的多个光通道114之间的相对位置得以固定，在安装过程中不需要再调整多个光通道114之间的相对位置，在使用过程中，多个光通道114之间的相对位置也不会发生改变，提高使用镜筒组件10的便利性和可靠性。
43.具体地，第一镜筒11为一体结构，例如第一镜筒11可以通过3d打印、铸造、整体切削等方式制造而成。可以理解，由于第一镜筒11为一体结构，则第一镜筒11自身的不同部位之间的相对位置的稳定性较高，在使用过程中的振动等因素不会改变第一镜筒11的不同部位之间的相对位置关系。
44.第一镜筒11包括多个子镜筒111。在本技术附图所示的例子中，子镜筒111的数量为三个，可以理解，依据不同的需求，子镜筒111的数量还可以是两个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个等，在此不作限制。多个子镜筒111的中轴线可以布置在同一个平面内、多个子镜筒111的中轴线也可以布置在不同的平面内。
45.请结合图5至图7，其中，图7为本技术某些实施方式的第一镜筒11的结构示意图，每个子镜筒111包括相背的第一端112及第二端113，光通道114贯穿第一端112与第二端113。在实际使用中，第二端113可以靠近待检测的工件2000设置，第一端112可以靠近探测器设置，检测光线可以从第二端113中穿出光通道114，以到达待检测的工件2000，由工件2000反射或散射的检测光再通过第二端113进入到光通道114中，穿过光通道114后，检测光从第一端112中射出，以进一步由探测器接收。
46.光通道114内可以安装光学元件。光通道114具体可以呈直线型、折线型或者曲线型，在此不作限制。可以理解，检测装置100是非常精密的光学系统，对检测精度的要求往往也很高，而同一个检测装置100中的多个探测器需要紧密地配合，这就要求多个光通道114之间的相对位置需要足够稳定。由于本技术实施方式的第一镜筒11为一体结构，多个光通道114均开设在第一镜筒11内，则多个光通道114之间的相对位置也较为稳定，光通道114在使用过程中不会发生偏转或者偏移，提高检测装置100使用时的稳定性和精确度。
47.请参阅图5及图7，在某些实施方式中，多个光通道114的中心线在同一平面内。使得第一镜筒11在垂直该平面方向的尺寸较小，便于在镜筒组件10的一侧设置其他的装置，例如便于将两个检测装置100并排设置，而不会导致两个检测装置100并排后的尺寸在某个方向上过于大。此时，多个光通道114的中心可以相互平行、或者存在至少两个光通道114的中心相交，在此不作限制。
48.请继续参阅图5及图7，在某些实施方式中，多个光通道114的中心线相交于一点。例如多个光通道114的中心线可以相交于第二端113所在一侧的一个点，以使得与多个光通道114相对应的多个探测器可以对工件2000的同一个特征进行检测，而由于多个光通道114的设置角度有差异，使得多个探测器可以分别从不同角度对该特征进行检测，以便于更全面地检测工件2000，例如同时获取暗场和明场的检测结果。
49.请继续参阅图5及图7，在某些实施方式中，光通道114的数量为至少三个，存在两个光通道114相对于另一个光通道114的中心线呈轴对称分布。设置两个光通道114相对于另一个通道的中心线呈轴对称分布，使得当检测光线从每一个光通道114中投射出来时，每个光通道114都能够接收到明场光线及暗场光线，以对工件2000的特征进行更全面地检测。
50.请参阅图4及图5，在某些实施方式中，在第一镜筒11的第一侧115，且在相邻的两
个子镜筒111之间，第一镜筒11形成有第一沟槽116，第一沟槽116连通相邻的两个光通道114与大气。在实际使用中，为了减少空气中的灰尘等杂质对光学元件或工件2000的污染，检测装置100所处的环境中需要持续不断地吹惰性气体或者洁净的空气，以避免杂质停留在光学元件或工件2000上。通过第一沟槽116将光通道114与大气连通，使得惰性气体或者洁净的空气容易通过第一沟槽116进入到光通道114内，以避免杂质停留在光通道114内。另外，在相邻两个子镜筒111之间开设第一沟槽116，也有利于减轻第一镜筒11的重量，实现第一镜筒11的轻量化。
51.具体地，第一侧115为第一镜筒11的一个侧面，多个子镜筒111的侧壁可以共同构成第一侧115。以图4及图5所示的例子为例，三个子镜筒111之间开设有两个第一沟槽116，每个第一沟槽116连通相邻的两个光通道114，且第一沟槽116还与大气相通。
52.请参阅图2及图6，在某些实施方式中，在第一镜筒11的第二侧117，第一镜筒11形成有多个第二沟槽118。多个第二沟槽118与多个光通道114一一对应，每个第二沟槽118连通大气与对应的光通道114。其中，第二侧117与第一侧115为第一镜筒11相背的两侧。通过设置第二沟槽118，便于惰性气体或者洁净的空气通过第二沟槽118，以使得光通道114内的空气容易与大气交换，避免空气中的杂质停留在光通道114内。
53.具体地，第二侧117为第一镜筒11的一个侧面，第二侧117与第一侧115相背，多个子镜筒111的侧壁可以共同构成第二侧117。以图6所示的例子为例，第二沟槽118的数量为三个，三个第二沟槽118与三个光通道114一一对应。另外，由于第一侧115与第二侧117相背，且在第一侧115开设第一沟槽116，在第二侧117开设第二沟槽118，惰性气体或者洁净的空气容易在光通道114中形成对流，以加速在光通道114中空气的流动速度。
54.请参阅图7及图8，其中，图8为图3中的支架200的viii部分的放大示意图，在某些实施方式中，第一镜筒11还包括定位件119，定位件119凸出于第二侧117，定位件119用于与支架200上的定位结构201配合，以定位第一镜筒11在支架200上的安装位置。通过定位件119与定位结构201配合，使得第一镜筒11与支架200之间的相对位置容易固定，另外，由于定位件119是第一镜筒11中的一部分，定位件119在使用过程中也不会相对于子镜筒111等发生相对运动，相较于在第一镜筒11中设置分体的定位装置而言，设置定位件119的稳定性更高。
55.具体地，定位件119的数量可以是多个，定位件119的具体形状可以呈柱状，定位结构201可以是形成在支架200上的定位槽，在安装第一镜筒11时，将定位件119与定位结构201对准并相互配合安装。
56.进一步地，在第一镜筒11上可以形成第一固定结构11b，在第二镜筒12上可以形成第二固定结构202，定位件119与定位结构201配合好后，可以通过第一固定结构11b与第二固定结构202将第一镜筒11固定安装到支架200上。在如图6及图8所示的例子中，第一固定结构11b为穿过第一侧115及第二侧117的安装孔，第二固定结构202为开设在支架200上的安装孔，通过螺钉从第一侧115穿入第一固定结构11b及第二固定结构202，可以固定第一镜筒11与支架200。
57.请参阅图3及图4，在某些实施方式中，镜筒组件10还包括多个第二镜筒12，多个第二镜筒12与多个第一镜筒11一一对应地连接，每个第二镜筒12可拆卸地连接在对应的子镜筒111的第一端112。第二镜筒12可以与第一镜筒11配合，第二镜筒12内也可以安装光学元
件，通过第二镜筒12与第一镜筒11可拆卸连接，提高镜筒组件10的可适用范围。
58.具体地，依据不同的检测需求，多个第二镜筒12的长度可以设置为相同或者不完全相同。通过选用不同长度的第二镜筒12，可以适应每个光通道114的检测焦距的需求。探测器可以直接安装在第二镜筒12的一端，由工件2000反射或者散射的光线可以先后穿过第一镜筒11及第二镜筒12后，由探测器接收。当然，也可以不设置第二镜筒12，在子镜筒111的第一端112可以直接设置探测器，由工件2000反射或者散射的光线穿过子镜筒111后，直接由探测器接收。
59.请参阅图2及图9，其中，图9为图2中的检测装置100的ix部分的放大示意图，在某些实施方式中，子镜筒111与第二镜筒12中的一个形成有定位凸起11a，子镜筒111与第二镜筒12中的另一个形成有定位凹槽121，子镜筒111与第二镜筒12通过定位凸起11a与定位凹槽121相互配合。如此，容易定位第一镜筒11与第二镜筒12之间的相对位置，二者不容易产生偏移，利于提高检测装置100在检测时的稳定性和可靠性。
60.具体地，在图9所示的例子中，子镜筒111中形成有定位凸起11a，第二镜筒12中形成有定位凹槽121，在安装第一镜筒11与第二镜筒12时，将定位凸起11a与定位凹槽121配合。当然，在其他例子中，定位凸起11a也可以形成在第二镜筒12上，定位凹槽121也可以形成在子镜筒111上，在此不作限制。进一步地，第一镜筒11与第二镜筒12上还可以形成有固定结构，以将第一镜筒11与第二镜筒12固定在一起，例如可以通过卡接、螺合等方式固定连接。
61.请参阅图3至图5，在某些实施方式中，镜筒组件10还包括多个第三镜筒13，多个第三镜筒13与多个子镜筒111一一对应地连接。子镜筒111的侧壁上开设有通光孔。第三镜筒13的一端安装在对应的通光孔上，另一端与光源14相通，以使得光源14发出的光线穿过第三镜筒13后进入光通道114。通过在第一镜筒11中连接第三镜筒13，使得光源14发出的光也可以在穿过光通道114后投射至工件2000上。
62.具体地，每个子镜筒111上都可以连接一个第三镜筒13，第三镜筒13内也可以安装有光学元件，光源14发出的检测光线穿过第三镜筒13，从通光孔进入到光通道114中，通过光通道114内的光学元件的反射或者折射作用，将检测光线投射至工件2000上。第三镜筒13与子镜筒111之间为可拆卸地连接，便于依据不同的需求更换第三镜筒13。
63.综上，本技术实施方式的镜筒组件10中，第一镜筒11包括多个子镜筒111，每个子镜筒111开设有用于供光线通过的光通道114，且第一镜筒11为一体结构，使得第一镜筒11中的多个光通道114之间的相对位置得以固定，在安装过程中不需要再调整多个光通道114之间的相对位置，在使用过程中，多个光通道114之间的相对位置也不会发生改变，提高使用镜筒组件10的便利性和可靠性。
64.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
65.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
66.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。