[發(fā)明專(zhuān)利]等光程五面視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910056450.1
• 申請(qǐng)日: 2009-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101650155A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張健欣;胡俊韡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 秦拓微電子技術(shù)（上海）有限公司;張健欣;胡俊韡
• 主分類(lèi)號(hào): G01B11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01B11/00;G01B11/30;G01B11/02;G01N21/84;G01N21/88;G02B27/28
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)裝置以及包含這種系統(tǒng)的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明主要應(yīng)用于(但不局限于)方形扁平無(wú)引腳器件(QFN)等的視覺(jué)檢測(cè)。能對(duì)(但不局限于)電子元器件QFN的外觀、引腳、銅污、引腳中心距、毛刺、基板表面平整度等進(jìn)行檢測(cè)。

背景技術(shù)

對(duì)于電子元器件中包括QFN等的無(wú)引腳封裝形式來(lái)說(shuō)，其焊盤(pán)品質(zhì)、銅毛刺和平整度等因素直接影響后續(xù)工序中的良品率和生產(chǎn)效率。包括焊接質(zhì)量、電學(xué)性質(zhì)等方面。因此視覺(jué)外觀檢測(cè)在電子元器件的編帶過(guò)程中有著極為重要的地位。現(xiàn)有的技術(shù)在進(jìn)行五面檢測(cè)時(shí)，只能達(dá)到準(zhǔn)3D水平，或即使得到3D圖像但系統(tǒng)極為復(fù)雜，且無(wú)法消除光程差所引起的形變。

相比之下本技術(shù)比現(xiàn)有的電子元器件視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)有更多優(yōu)點(diǎn)，它將成為IC元器件機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)中越來(lái)越有吸引力的技術(shù)。能夠通過(guò)較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)達(dá)到消除光程差，進(jìn)行偏振改善圖像的目的。特別地，與現(xiàn)有的電子元器件視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)比較而言，本視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)擁有系統(tǒng)集成度高，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，拍得圖像可靠，適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)。

對(duì)于光路處理的光學(xué)器件的選擇而言，之所以選擇偏振分光棱鏡，是因?yàn)樗夹g(shù)相對(duì)成熟，能同時(shí)起到偏振、收攏圖像、調(diào)節(jié)視在光程等作用。因此在視覺(jué)檢測(cè)中，偏振分光棱鏡能起到其不可替代的作用。

偏振分光棱鏡是一種已經(jīng)被廣泛運(yùn)用的高級(jí)光學(xué)元件，目前，由于它不易于制備較大體積的器件，所以應(yīng)用范圍多在實(shí)驗(yàn)研究之中。而對(duì)于檢測(cè)較小電子元器件的產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，它正是極佳的選擇。所以，研究開(kāi)發(fā)新的利用偏振分光棱鏡來(lái)進(jìn)行視覺(jué)檢測(cè)的技術(shù)，來(lái)滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)的需求是必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在一個(gè)相機(jī)中同時(shí)拍攝中央圖像41和至少一個(gè)的橫側(cè)面圖像42，43，44，45，本發(fā)明特別地選用了偏振分光棱鏡作為光學(xué)處理元件，對(duì)橫側(cè)面圖像42，43，44，45進(jìn)行偏振、折射、聚攏。

偏振分光棱鏡的入射面法線與入射光線所成角度為θ≤14°，偏振分光棱鏡入射面與出射面之間的距離為L(zhǎng)。

當(dāng)θ＝14°時(shí)，在此時(shí)橫側(cè)面圖像42，43，44，45水平移動(dòng)的距離S計(jì)算方法如下：

S＝Lsin5°

若鍍膜玻璃22與電子元器件1之間的距離為d，則偏振分光棱鏡所需要的厚度L(棱鏡入射面與出射面的距離)的計(jì)算公式為：

L＝0.71d

同時(shí)，也就是：

d＝1.41L

當(dāng)需要橫側(cè)面圖像42，43，44，45需要向中央圖像41移動(dòng)的距離較大時(shí)，可以將中央圖像41經(jīng)過(guò)的偏振鏡23可以做成偏振凸透鏡(25)。

附圖說(shuō)明

圖1是光學(xué)裝置的側(cè)視圖。圖2是側(cè)光源部分的俯視圖。圖3是側(cè)光源的側(cè)面?zhèn)纫晥D，包括了兩種聚光形式。圖4是側(cè)光源的正面?zhèn)纫晥D。圖5是帶有頂面檢測(cè)的實(shí)例。圖6是帶有反射鏡組的裝置系統(tǒng)。圖7是工作臺(tái)的運(yùn)作方式。圖8是帶有棱鏡組的裝置系統(tǒng)。圖9是帶有反射鏡頭組的裝置系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

圖1所示的實(shí)例是，電子元器件1由吸嘴將持有的電子元器件1經(jīng)過(guò)傳送裝置送入檢測(cè)工位。正面圖像46經(jīng)低角度無(wú)影光源31提供光源后產(chǎn)生的光路51，通過(guò)偏振鏡23，然后經(jīng)側(cè)視鏡24反射進(jìn)入相機(jī)1。至少一個(gè)的橫側(cè)面圖像42，43，44，45經(jīng)側(cè)面聚光源32提供光源后產(chǎn)生的光路52，通過(guò)鍍膜玻璃22的反射，射入偏振分光棱鏡21后，經(jīng)側(cè)視鏡24反射進(jìn)入相機(jī)3。

圖5所示的實(shí)例是，電子元器件1由吸嘴放入工作臺(tái)4，放入后夾具6將其夾緊。轉(zhuǎn)入相機(jī)2下方，由光源33提供光源，由其拍攝其頂面圖像41。電子元器件1由吸嘴將持有的電子元器件1經(jīng)過(guò)傳送裝置送入檢測(cè)工位。正面圖像46經(jīng)低角度無(wú)影光源31提供光源后產(chǎn)生的光路51，通過(guò)偏振鏡23，然后經(jīng)側(cè)視鏡24反射進(jìn)入相機(jī)1。至少一個(gè)的橫側(cè)面圖像42，43，44，45經(jīng)側(cè)面聚光源32提供光源后產(chǎn)生的光路52，通過(guò)鍍膜玻璃22的反射，射入偏振分光棱鏡21后，經(jīng)側(cè)視鏡24反射進(jìn)入相機(jī)3。

圖6所示的實(shí)例是，電子元器件1由吸嘴將持有的電子元器件1經(jīng)過(guò)傳送裝置送入檢測(cè)工位。正面圖像46經(jīng)低角度無(wú)影光源31提供光源后產(chǎn)生的光路51，通過(guò)偏振鏡23，然后經(jīng)側(cè)視鏡24反射進(jìn)入相機(jī)1。至少一個(gè)的橫側(cè)面圖像42，43，44，45經(jīng)側(cè)面聚光源32提供光源后產(chǎn)生的光路52，通過(guò)鍍膜玻璃22的反射，射入偏振分光棱鏡21后，通過(guò)光學(xué)鏡組24，25，經(jīng)側(cè)視鏡24反射進(jìn)入相機(jī)3。若反射鏡組的距離為p的話(huà)，橫側(cè)面光路52的收攏距離為S，則兩者的關(guān)系式為：

S＝1.41p