CN104713476A - 共面度检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种共面度检测方法和装置。所述方法包括：获取集成模块的四个测试点到激光源的距离；选择所述四个测试点中，与所述激光源的距离最接近的三个测试点；调整所述集成模块的位置，将所述三个测试点到激光源的距离调整为相同；存储调整后的所述三个测试点到所述激光源的第一距离；对除所述三个测试点外的第四测试点进行激光测距，得到所述第四测试点到所述激光源的第二距离；根据所述第一距离、第二距离的差值，得到所述集成模块的共面度。

Description

共面度检测方法和装置

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其涉及一种共面度检测方法和装置。

背景技术

目前电子行业对于集成模块的使用，尤其是用于二次焊接的城堡式、触点阵列（Land Grid Array，LGA）封装等封装的模块越来越多，这种模块产品在出货前，或者内部二次组装前需要对共面度进行测量控制，以避免因为超出控制范围而发生模块焊接质量问题。

通过共面度检测能够反映出半导体元器件多个端子的共面情况，因此共面度可以用来客观的衡量各端子与基准面之间的偏移量。

现有业界常规模块共面度测试是用塞规手动测试。但是塞规手动测试的精确度不够高，效率低，还比较容易划伤集成模块背面的金属层，而且对于双面布局的模块无能为力。此外，业界常用的对于芯片进行共面度测试的方法还有光线投影法和LED光源测试法。但是这两种方法对被测物背面的平整度要求较高，因此不适用于模块类产品的测试。

发明内容

本发明实施例提供了一种共面度检测方法和装置，可以实现对集成模块的共面度检测。

第一方面，本发明实施例提供了一种共面度检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取集成模块的四个测试点到激光源的距离；

选择所述四个测试点中，与所述激光源的距离最接近的三个测试点；

调整所述集成模块的位置，将所述三个测试点到激光源的距离调整为相同；

存储调整后的所述三个测试点到所述激光源的第一距离；

对除所述三个测试点外的第四测试点进行激光测距，得到所述第四测试点到所述激光源的第二距离；

根据所述第一距离、第二距离的差值，得到所述集成模块的共面度。

在第一种可能的实现方式中，所述获取集成模块的四个测试点到激光源的距离具体为：

获取设定的四个测试点的第一测试位置坐标值和旋转角度；

根据所述第一测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量得到所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

在第二种可能的实现方式中，所述获取集成模块的四个测试点到激光源的距离具体为：

对所述集成模块进行扫描，获得四个测试点的第二测试位置坐标值和旋转角度；

根据所述第二测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量得到所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

结合第一方面或第一方面的第一种、第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述距离为测试点到激光源的垂直距离。

第二方面，本发明实施例提供了一种共面度检测装置，其特征在于，所述装置包括：

测量单元，用于获取集成模块的四个测试点到激光源的距离；

选择单元，用于选择所述四个测试点中，与所述激光源的距离最接近的三个测试点；

调整单元，用于调整所述集成模块的位置，将所述三个测试点到激光源的距离调整为相同；

存储单元，用于存储调整后的所述三个测试点到所述激光源的第一距离；

所述测量单元还用于，对除所述三个测试点外的第四测试点进行激光测距，得到所述第四测试点到所述激光源的第二距离；

计算单元，用于根据所述第一距离、第二距离的差值，得到所述集成模块的共面度。

在第一种可能的实现方式中，所述测量单元具体包括：

获取子单元，用于获取设定的四个测试点的第一测试位置坐标值和旋转角度；

测量子单元，用于根据所述第一测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

在第二种可能的实现方式中，所述测量单元具体包括：

扫描子单元，用于对所述集成模块进行扫描，获得四个测试点的第二测试位置坐标值和旋转角度；

测量子单元，用于根据所述第二测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

结合第二方面或第二方面的第一种、第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述距离为测试点到激光源的垂直距离。

本发明实施例的共面度检测方法和装置，通过检测集成模块的四个测试点中共面度偏差最大的一个与其他三个测试点构成平面之间的距离，来计算得到所述集成模块的共面度，由此实现了对集成模块的共面度检测。该方法不会造成集成模块的表面划伤，也对集成模块的平整度没有要求，适用范围更加广泛。

附图说明

图1为本发明实施例提供的共面度检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的共面度检测方法的一种共面度计算模型示意图；

图3为本发明实施例提供的共面度检测方法的另一种共面度计算模型示意图；

图4为本发明实施例提供的一种共面度检测装置的示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种共面度检测装置的示意图。

下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

本发明实施例所提供的共面度检测方法，可以应用在包括激光测距仪、

共面度检测装置、三向机械手和轨道的共面度检测系统中，该系统用于对集成模块进行共面度检测。

图1为本发明实施例提供的一种共面度检测方法的流程图。如图所示，共面度检测方法包括如下步骤：

步骤110，获取集成模块的四个测试点到激光源的距离；

具体的，三向机械手抓取待测集成模块，并进入测试区域内，通过激光测距仪对集成模块的四个测试点分别进行距离检测。

进一步的，距离检测根据设定的四个测试点的测试位置坐标和旋转角度，对集成模块进行旋转移动，每旋转移动一次，就对一个测试点进行距离测试，直至四个测试点全部测试完毕。在此方案中，三向机械手抓取的集成模块的旋转坐标和位置坐标对于同一类型的集成模块来说是不变的。无论集成模块的共面度为多大，都是用同一旋转坐标和位置坐标来进行四个测试点的距离检测。因此设定的四个测试点的测试位置坐标必须是在不能非常靠近边缘的位置，以免出现测试超出集成模块的范围，测量不到距离的问题。

或者，进一步的，距离检测可以是先通过对集成模块进行边缘扫描，获得四个测试点的测试位置坐标值和旋转角度，再对集成模块进行旋转移动，每旋转移动一次，就对一个测试点进行距离测试，直至四个测试点全部测试完毕。此时，四个测试点是指集成模块的实际的四个端点。

步骤120，选择所述四个测试点中，与所述激光源的距离最接近的三个测试点；

具体的，在测试得到四个测试点到激光源的距离后，从四个距离值中，选择出三个最接近的距离值，并相应地确定这三个测试点。在一个例子中，可以采用距离的绝对值来确定最接近的三个距离值；在另一个例子中，可以采用标准方差计算来确定最接近的三个距离值。具体计算方法可以包括多种，此处仅为举例说明，而并非对本方案的限定。

为后续便于叙述，将这三个测试点分别称为：第一测试点，第二测试点和第三测试点。

步骤130，调整所述集成模块的位置，将所述三个测试点到激光源的距离调整为相同；

根据前步得到的三个距离值，调整三向机械手的水平角度和垂直角度，使调整后的集成模块中，第一测试点、第二测试点和第三测试点到激光源的距离相同，即这三个测试点处于与三个测试点到激光源距离相垂直的同一平面上。

步骤140，存储调整后的所述三个测试点到所述激光源的第一距离；

对调整后的第一测试点、第二测试点和第三测试点到激光源的距离进行存储。

步骤150，对除所述三个测试点外的第四测试点进行激光测距，得到所述第四测试点到所述激光源的第二距离；

步骤160，根据所述第一距离、第二距离的差值，得到所述集成模块的共面度。

具体的，对于集成模块共面度的计算，根据四个测试点的位置是对应集成模块实际四个端点内部一定距离的位置或是对应集成模块的实际四个端点位置而有所差别，具体以下述两种共面度计算方法为例分别进行说明。

第一种共面度计算方法：

当设定测试的四个测试点的位置分别是集成模块实际四个端点内部一定距离的位置时，可以采用如图2所示的共面度计算模型示意图。

如图所示，A-B-C-D1为将三个测试点到激光源的距离调整为相同后的集成模块的四个测试点的位置，其中ABC平面上任意一点到激光源的垂直距离都是h。O点为集成模块的中心点，D点为第四测试点的实际测试位置，OD’为OD沿AC角度不变旋转到A-B-C平面上的虚拟线，其中D’到O点的距离与D到O点的距离相等，都为集成模块的对角线长的一半，Δh为D1到ABC平面的垂直距离，即集成模块的共面度。

测试得到D点到激光源的垂直距离为h1，则D点到ABC平面的距离为h1-h。

DOD’的夹角α=arctg(（h1-h）/h)    (式1)

因此共面度Δh=对角线长/2×sinα；其中α如式1所示。    （式2）

第二种共面度计算方法：

当设定测试的四个测试点的位置分别是集成模块的实际端点时，可以采用如图3所示的共面度计算模型示意图。

如图所示，A-B-C-D为将三个测试点到激光源的距离调整为相同后的集成模块的四个测试点的位置，其中ABC平面上任意一点到激光源的垂直距离都是h。D点为第四测试点的实际测试位置，D到激光源的垂直距离为H。D1为D在A-B-C平面上的虚拟测试点，其中D1到A点和C点的距离分别与D到A点和C点的距离相等，都为集成模块的一个边长，Δh为D到ABC平面的垂直距离，即集成模块的共面度。

因此,Δh=H-h    (式3)

通过采用上述方法，即可得到集成模块的共面度。

本发明实施例的共面度检测方法，通过检测集成模块的四个测试点中共面度偏差最大的一个与其他三个测试点构成平面之间的距离，来计算得到所述集成模块的共面度，由此实现了对集成模块的共面度检测。该方法不会造成集成模块的表面划伤，也对集成模块的平整度没有要求，因此适用于双面集成模块的测试，适用范围更加广泛。因为测试过程可以全部自动化，因此避免了人为测试带来的误差，精度更高，也更高效。此外，通过用户设定测试点的位置，可以实现对集成模块任意位置的共面度测量。

相应的，本发明实施例提供了一种共面度检测装置，用以实现上述实施例所提供的方法。

如图4所示，装置包括：

测量单元410，用于获取集成模块的四个测试点到激光源的距离；

选择单元420，用于选择所述四个测试点中，与所述激光源的距离最接近的三个测试点；

调整单元430，用于调整所述集成模块的位置，将所述三个测试点到激光源的距离调整为相同；

具体的，在调整过程中，继续通过测量单元410对这三个测试点进行距离测量，以最终使得三个测试点到激光源的垂直距离相同。

存储单元440，用于存储调整后的所述三个测试点到所述激光源的第一距离；

所述测量单元410还用于，对除所述三个测试点外的第四测试点进行激光测距，得到所述第四测试点到所述激光源的第二距离；

计算单元450，用于根据所述第一距离、第二距离的差值，得到所述集成模块的共面度。

在一个优选的例子中，如图4所示，测量单元410具体包括：

获取子单元411，用于获取设定的四个测试点的第一测试位置坐标值和旋转角度；

测量子单元412，用于根据所述第一测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

上述获取子单元411和测量子单元412用于当设定测试的四个测试点的位置分别是集成模块实际四个端点内部一定距离的位置时的共面度计算。

在另一个优选的例子中，如图5所示，测量单元410具体包括：

扫描子单元413，用于对所述集成模块进行扫描，获得四个测试点的第二测试位置坐标值和旋转角度；

测量子单元414，用于根据所述第二测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

上述扫描子单元413和测量子单元414用于当设定测试的四个测试点的位置分别是集成模块实际四个端点位置时的共面度计算。

本发明实施例的共面度检测装置，通过检测集成模块的四个测试点中共面度偏差最大的一个与其他三个测试点构成平面之间的距离，来计算得到所述集成模块的共面度，由此实现了对集成模块的共面度检测，尤其适用于双面集成模块的测试。因为测试过程可以全部自动化，因此避免了人为测试带来的误差，精度更高，也更高效。此外，通过用户设定测试点的位置，可以实现对集成模块任意位置的共面度测量。

本发明实施例还提供了一种共面度检测的系统，所述系统用以实现本发明实施例中的共面度检测方法。本发明实施的共面度检测的系统包括：激光测距仪、共面度检测装置、三向机械手和轨道。该系统用于对集成模块进行共面度检测。

三向机械手根据用户设置自动拾取由轨道载入指定位置的待测集成模块，并将所述集成模块抓取到测试区域。通过三向机械手转动集成模块，激光测距仪对集成模块的四个测试点进行测试，选择所述四个测试点中，到所述激光源的距离最接近的三个测试点；根据上述距离，三向机械手转动调整所述集成模块的位置，将所述三个测试点到激光源的距离调整为相同；激光测距仪再对四个测试点进行测距，得到三个相同的第一距离和一个第二距离。最后根据第一距离和第二距离通过共面度检测装置计算得到集成模块的共面度。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种共面度检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取集成模块的四个测试点到激光源的距离；

选择所述四个测试点中，与所述激光源的距离最接近的三个测试点；

调整所述集成模块的位置，将所述三个测试点到激光源的距离调整为相同；

存储调整后的所述三个测试点到所述激光源的第一距离；

对除所述三个测试点外的第四测试点进行激光测距，得到所述第四测试点到所述激光源的第二距离；

根据所述第一距离、第二距离的差值，得到所述集成模块的共面度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取集成模块的四个测试点到激光源的距离具体为：

获取设定的四个测试点的第一测试位置坐标值和旋转角度；

根据所述第一测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量得到所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取集成模块的四个测试点到激光源的距离具体为：

对所述集成模块进行扫描，获得四个测试点的第二测试位置坐标值和旋转角度；

根据所述第二测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量得到所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

4.根据权利要求1-3任一权项所述的方法，其特征在于，所述距离为测试点到激光源的垂直距离。

5.一种共面度检测装置，其特征在于，所述装置包括：

测量单元，用于获取集成模块的四个测试点到激光源的距离；

选择单元，用于选择所述四个测试点中，与所述激光源的距离最接近的三个测试点；

调整单元，用于调整所述集成模块的位置，将所述三个测试点到激光源的距离调整为相同；

存储单元，用于存储调整后的所述三个测试点到所述激光源的第一距离；

所述测量单元还用于，对除所述三个测试点外的第四测试点进行激光测距，得到所述第四测试点到所述激光源的第二距离；

计算单元，用于根据所述第一距离、第二距离的差值，得到所述集成模块的共面度。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述测量单元具体包括：

获取子单元，用于获取设定的四个测试点的第一测试位置坐标值和旋转角度；

测量子单元，用于根据所述第一测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述测量单元具体包括：

扫描子单元，用于对所述集成模块进行扫描，获得四个测试点的第二测试位置坐标值和旋转角度；

测量子单元，用于根据所述第二测试位置坐标值和旋转角度对将所述集成模块进行旋转移动，并依次测量所述四个测试点中每一个测试点到所述激光源的距离。

8.根据权利要求4-7任一权项所述的装置，其特征在于，所述距离为测试点到激光源的垂直距离。