CN1125344C - 检验集成电路引线的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种检验放置在固定台上的IC引线的设备和方法，该设备包括：一扫描该固定台的光学图像识别单元；一相对于固定台移动识别单元的装置；根据其中输出信号检测识别单元位置的位置检测单元；和根据位置检测单元的信号控制该装置的控制单元，以便将识别单元定位在固定台上方的最佳位置。在短时间内自动检验IC引线的排列和状态，增加了生产率。

Description

检验集成电路引线 的设备和方法

技术领域

本发明涉及检验集成电路引线的设备和方法，特别是精确和自动地检验集成电路(IC)引线的设备和方法。

背景技术

当IC引线之间的间隔和其排列不均匀时，焊接引线时会从其装配台上松驰，而这会损坏其中的电连接。这样，在IC装配到PCB之前，要经过检验，从而提出过各种检验IC引线状态的方法。

图6是专利号为5,162,866的美国专利披露的，用于检验IC引线的设备的局部示意透视图。如图所示，用于检验IC引线的普通设备61包括：固定台57，IC51被放置在其上；支撑件63，用于支撑该固定台57；光学图像识别单元65，被配置在支撑件63的上方；和图像处理器(未示出)，用于在光学图像识别单元65的输出信号基础上，实现检验区域的图像。

光学图像识别单元65检验放置在固定台57上的IC51的引线53的状态。光学图像识别单元65具有激光束源67和光敏元件69。激光束源67向在固定台57上的IC51射出扫描束，光敏元件69接收从IC5的引线53的反射光。光学图像识别单元65固定到臂71，该臂71通过未示出的驱动装置能在水平和垂直方向移动。

具有这样结构的普通检验设备61中，当在其上放置有IC51的固定台57由支撑件63支撑，光学图像识别单元65通过操作者的手动操作或通过存储在控制单元中的程序被设置在固定台57的上方。然后，当操作者相对于固定台57移动该光学图像识别单元65时，观察在图像处理器中完成的IC51的图像。在观察期间当达到最佳图像的位置被检测到时，操作者将该光学图像识别单元65设置在该位置。为精确检验引线53的间隔和排列，将光学图像识别单元65设置在最佳位置是最重要的。

与此同时，当光学图像识别单元65被设置在最佳位置时，控制单元(未示出)沿预定的扫描线移动该光学图像识别单元65。当移动光学图像识别单元65时，激光束源67朝引线53射出该扫描束，光敏元件69接收从引线53来的反射光。由光敏元件69接收的反射光的总量根据引线53的间隔及排列而变化，光学图像识别单元65输出具有相应于由光学图像识别单元65接收的反射光的总量的幅度的脉冲。图像处理器根据光学图像识别单元65的输出信号实现引线53的图像，使得操作者能确定IC51的引线53的质量。

与此同时，提出了另一类型用于检验IC引线的设备，它能通过将关于IC引线质量的基准数据与光敏元件69的输出信号进行比较，自动地检测其缺陷。

近来，由于IC51的尺寸变得更小，电子仪器变得尺寸小，性能高。因此，为用普通检验设备61检验IC51的引线53的间隔和排列，操作者必须手动精确控制IC51和光学图像识别单元65之间的距离。因而，检验速度慢，检验的精确度低。

发明内容

本发明致力于克服现有技术的上述问题。从而本发明的目的是提供一种用于检验IC引线的设备和方法，它能自动控制IC和光学图像识别单元之间的距离，使得放置在固定台上的IC的引线的间隔和排列能被精确和快速检验。

为实现上述目的，本发明提供一种用于检验IC引线的设备，所述设备包括：一固定台，所述IC放置在该固定台上；一配置在所述固定台上方的光学图像识别单元，所述光学图像识别单元包括：一束光源，用于向所述固定台投射一扫描束；和一个检测元件，设置在所述光源旁边，用于接收从所述固定台的反射光；用于相对于所述固定台移动所述光学图像识别单元的驱动装置，以扫描多个引线；用于根据所述光学图像识别单元的输出信号，检测所述光学图像识别单元的位置的位置检测单元，设置在所述固定台之上；和用于根据所述位置检测单元的检测信号控制所述驱动装置的控制单元，使得所述光学图像识别单元被定位在所述固定台上方的最佳位置，从而检测元件在扫描期间接收到的反射光提供所述IC的最佳信号图像，该图象代表获得最佳位置时引线的形状；将代表引线正常形状的基准数据与最佳信号图像进行比较的比较单元。

最好所述光学图像识别单元包括：激光束源，用于投射扫描束；和光敏元件，用于接收来自所述IC的反射光。

通过图像处理器实现由所述光学图像识别单元识别的图像。

根据本发明提供的一种用于检验放置在所述固定台上方的多个IC引线的方法，所述方法包括的步骤有：A.将多个IC放置在所述固定台上，在一光学图像识别单元之下，所述光学图像识别单元包括：一束光源；和一个检测元件，用于接收反射光；B.从所述光源向所述固定台投射一扫描束进行扫描和用所述检测元件接收反射向所述光学图像识别单元的光并根据接收的光束发射一信号；C.当在步骤B将所述固定台和所述光学图像识别单元相对移动时，扫描多个引线；D.在所述扫描步骤期间，根据所述光学图像识别单元的输出信号，确定所述光学图像识别单元的最佳位置，在所述最佳位置能获得所述IC的最佳图像；和E.定位所述光学图像识别单元在所述最佳位置；F.重复步骤B和C，以逐步扫描固定台上的IC，提供代表引线的形状最佳信号图像；G.将代表引线正常形状的基准数据与最佳信号图像进行比较。

所述固定台被分段扫描是最好的。

进而，确定所述最佳位置的步骤包括的步骤有：将所述光学图像识别单元定位在一临时位置，在所述临时位置处所述输出信号值大于预定基准值；从所述临时位置沿所述输出信号的所述值增加的方向上，移动所述光学图像识别单元；以及检测所述输出信号的所述值到最大化处的位置。

还有，定位所述临时位置的所述步骤包括的步骤有：将所述光学图像识别单元定位在一预定位置；将在所述预定位置处的所述输出信号的所述值与所述基值比较；如果所述输出信号的所述值大于所述基准值，就将所述预定位置作为所述临时位置；如果所述输出信号的所述值小于所述基准值，则移动所述光学图像识别单元；以及在所述移动步骤之后，再次进行所述比较步骤。

在所述移动步骤中，最好将所述光学图像识别单元从所述预定位置交替地移上移下。

还有，在扫描期间，根据所述光学图像识别单元的所述输出信号实现所述IC的图像。

根据本发明，能在短期内自动地检验IC引线是否正常，从而生产率增加了。

附图说明

通过参照附图对本发明最佳实施例的详细描述，本发明的上述目的和其它优点将变得更为明显，其中：

图1是根据本发明的用于检验IC引线的设备的局部透视图；

图2是IC的放大透视图；

图3是图1所示的用于检验IC引线的设备的方框图；

图4是根据光学图像识别单元和固定台之间的距离，从光学图像识别单元输出的各类信号波形图；

图5是根据本发明的用于检验IC引线的方法的流程图；以及

图6是用于检验IC引线的普通设备的透视图。

具体实施方式

下面，本发明将参照附图详细描述，与现有技术的单元相同的部件将采用相同的序号。

图1是根据本发明的用于检验IC引线的设备的透视图。根据本发明的用于检验IC引线的装置包括(象参照图6描述的检验IC引线的普通装置那样)：IC51被放置在其上的固定台57，用于支撑固定台57的支撑部件，配置在支撑件3上方的光学图像识别单元5，和用于根据光学图像识别单元5的输出信号，实现检验区域的图像的图像处理器(未示出)。

光学图像识别单元5检验放置固定台57上的IC51的引线53的状态。光学图像识别单元5被固定到臂11上，臂11可通过图中未示出的驱动装置在水平和垂直方向上移动。光学图像识别单元5具有激光束源7和与激光束源倾斜一预定角度的光敏元件9。

激光束源7向在固定台57上的IC51投射扫描束，光敏元件9接收从IC51的引线53反射的光。光敏元件可简单地由光敏二极管构成。

与此同时，多个IC51以矩阵形式放置在固定台57上。图2是IC透视图，如图中所示，IC51具有由模压树脂构成的矩形体55，和多个引线53，它们以预定间隔沿体55的边缘配置。

参照图3更详细地描述根据本发明的用于检验IC引线的装置1，该装置1包括：具有一激光束源7和光敏元件9的光学图像识别单元5，用于相对于固定台57沿垂直和水平方向移动光学图像识别单元5的驱动装置13，用于根据光学图像识别单元5的输出信号，检测光学图像识别单元5的位置的位置检测单元15，以及用于根据位置检测单元15的检测信号控制驱动单元13、以便使光学图像识别单元5被定位在固定台57上的最佳位置的控制单元21。

当光学图像识别单元5被定位在能够在固定台57上扫描的位置时，该位置检测单元15存储对应于输出的信号波形的基准幅度TH。这样，位置检测单元15将光学图像识别单元5的当前位置处的信号波形的幅度I(t)与预定的基准幅度TH进行比较，然后将光学图像识别单元5定位在能扫描的位置，即稍后将描述的临时位置。控制单元21根据位置检测单元15的检测信号，在图像处理器17上，完成IC51的引线53的图像。

与此同时，从光学图像识别单元5分别输出的信号波形的幅度，由于与固定台的距离不同而彼此不同。图4是对应于光学图像识别单元5和固定台57之间的距离，从光学图像识别单元5输出的不同的信号波形。e表示的位置是光学图像识别单元5的高度。图形f-f是引线53的图像模式，幅度h对应于引线53的高度。图形c-c是当光学图像识别单元5被定位在固定台57上的最佳位置时输出的信号波形。在此信号波形中，信号波形的幅度H对应于引线53的高度。

与此同时，如果光学图像识别单元5被特别逼近或离开固定台57，那么，太多或太少的反射光总量由光敏元件9接收。然后，光学图像识别单元5输出线性信号波形例如图形a-a和e-e，这就不可能检验引线53的排列。当光学图像识别单元5被定位在临时位置时，类似于图形b-b或d-d的信号波形将被输出。在位置检测单元15中，对应于信号波形b-b和d-d的幅度被存储作为基准幅度TH。

下面将描述具有这样结构的本发明的用于检验IC引线的方法。

图5是根据本发明用于检验IC引线的方法的流程图。其上放置有IC51的固定台57被支撑在支撑件3上。控制单元21控制该控制装置13，以便在步骤S1设置光学图像识别单元5在IC51正上方。在S2，光学图像识别单元5通过激光束源7和光敏元件9扫描引线53的间隔和排列，并从而输出相应的信号波形。

在S3，位置检测单元15将从光学图像识别单元5输出的信号波形的幅度L(t)与存储的基准幅度TH进行比较。在这样的条件下，如果输出信号波形的幅度L(t)大于基准幅度TH，那么，光学图像识别单元5的当前位置被视作为临时位置。在临时位置从位置检测单元15输出的信号波形将是图形b-b或d-d，不清楚的图像将在图像处理器17中处理。

在这样的状态下，光学图像识别单元5被控制定位在最佳位置。首先，在S4，光学图像识别单元5被向上移动预定距离ΔH那么多，然后，在S5扫描引线53。如果在此状态下输出的信号波形的幅度L(t)大于S6的前面的位置的幅度L(t-1)，那么在S7，光学图像识别单元5被再次向上移动预定距离ΔH那么多，然后在S8引线53被扫描。移动和扫描被重复进行，直到输出信号波形的幅度L(t)小于前面步骤的幅度L(t-1)。当输出信号波形的幅度L(t)变得小于前一步骤的幅度L(t-1)时，在S10，前一步骤的位置被确定为最佳位置Z。

与此同时，如果输出信号波形的幅度L(t)小于前一步骤的幅度L(t-1)，在步骤T7光学图像识别单元5被向下移动如预定距离ΔH那么多，引线53被扫描(T8)。输出信号波形的幅度L(t)与前一步骤的幅度L(t-1)相比较(T9)，如果输出信号波形的幅度L(t)小于前一步骤的幅度L(t-1)，那么前一步骤的位置被确定为最佳位置Z(S10)。如果输出信号波形的幅度L(t)大于前一步骤的幅度L(t-1)，那么，移动和扫描被重复进行，直到确定最佳位置Z为止。

与此同时，如果从光学图像识别单元5输出的信号波形的幅度L(t)小于基准幅度TH(S3)，从光学图像识别单元5输出的信号波形将是图形a-a或e-e，在图像处理器17中不处理任何图像。为将光学图像识别单元5配置在临时位置，首先光学图像识别单元5的位置修正数N设置为1(V4)。然后，光学图像识别单元5被向下移动(V5)预定距离ΔH那么多，扫描(V6)在固定台57上的IC51。在这样条件下，如果输出信号波形的幅度L(t)大于基准幅度TH(V7)，则该光学图像识别单元5的当前位置被视作为临时位置。

然后，光学图像识别单元5被再次向下移动预定距离ΔH那么多(T7)，并扫描引线53(T8)。输出信号波形的幅度L(t)与前一步骤的幅度L(t-1)进行比较(T9)。如果输出信号波形的幅度L(t)小于前一步骤的幅度L(t-1)，那么，前一步骤的位置被确定为最佳位置Z(S10)。与此同时，如果输入信号波形的幅度L(t)大于前一步骤的幅度L(t-1)，则重复进行向下移动和扫描，直到输出信号波形的幅度L(t)变得小于前一步骤的幅度L(t-1)为止，以便确定光学图像识别单元5的最佳位置Z(S10)。

与此同时，虽然光学图像识别单元5被向下移动预定距离ΔH那么多，如果输出信号波形的幅度L(t)小于基准幅度TH，那么位置修正数增加(V8)。然后，光学图像识别单元5被向上移动预定距离ΔH与位置修正数N相乘的那么多(V9)，扫描IC51(V10)。在这样的情况下，如果输入信号波形的幅度L(t)大于基准幅度TH(V11)，则光学图像识别单元5的当前位置视作为临时位置。

然后，光学图像识别单元5被再次向上移动预定距离ΔH那么多(S7)，扫描IC51(S8)。将输出信号波形的幅度L(t)与前一步骤的输入信号波形的幅度L(t-1)相比较(S9)，如果输出信号波形的幅度小于前一步骤的幅度L(t-1)，则前一步骤的位置被确定为最佳位置Z(S10)。与此同时，如果输出信号波形的幅度L(t)大于上一步骤的幅度L(t-1)(V11)，则向上移动和扫描被重复进行，直到输出信号波形的幅度L(t)小于前一步骤的幅度L(t-1)为止，以确定光学图像识别单元5的最佳位置Z(S10)。

虽然在该步骤(V9)中向上移动光学图像识别单元5，但输出信号波形的幅度L(t)可能仍然小于前一步骤信号波形的幅度L(t-1)(V11)。如果产生这种情况，位置修正数N被再次增加(V12)，光学图像识别单元5被向下移动预定距离ΔH乘位置修正数N那么多(V5)，此后，IC51被扫描(V6)。然后，根据上述顺序确定光学图像识别单元5的最佳位置Z(S10)。

与此同时，当光学图像识别单元5的最佳位置Z被确定时(S10)，控制单元21根据来自位置检测单元15的检测信号控制驱动装置13，使得光学图像识别单元5向最佳位置Z移动(S11)。当光学图像识别单元5被定位在最佳位置Z时，输出信号波形变成具有最大幅度的图形c-c。在此情况下，如图6所述，控制单元21根据其中存储的预定程序，检验放置在固定台57上的IC51的引线53的间隔和排列，以确定它们是正常还是不正常。进而，由于在图像处理器17清楚地实现了IC51的引线53的图像，所以操作者能从自己的视觉检验其状态。

如上所述，根据本发明，IC引线的正常状态能在短时间内自动检验并增加生产率。

虽然本发明已详细描述和示出，可以清楚地了解，其仅为举例和图解说明，但它并不限于此，本发明的精神和范围由所附的权利要求限定。

Claims (9)

1.一种用于检验IC引线的设备，所述设备包括：

一固定台，所述IC放置在该固定台上；

一配置在所述固定台上方的光学图像识别单元，所述光学图像识别单元包括：一束光源，用于向所述固定台投射一扫描束；和一个检测元件，设置在所述光源旁边，用于接收从所述固定台的反射光；

用于相对于所述固定台移动所述光学图像识别单元的驱动装置，以扫描多个引线；

用于根据所述光学图像识别单元的输出信号，检测所述光学图像识别单元的位置的位置检测单元，设置在所述固定台之上；和

用于根据所述位置检测单元的检测信号控制所述驱动装置的控制单元，使得所述光学图像识别单元被定位在所述固定台上方的最佳位置，从而检测元件在扫描期间接收到的反射光提供所述IC的最佳信号图像，该图象代表获得最佳位置时引线的形状；

将代表引线正常形状的基准数据与最佳信号图像进行比较的比较单元。

2.根据权利要求1所述的用于检验IC引线的设备，其特征在于，所述光源包括：

一激光束源，用于投射扫描束；和

该检测元件包括用于接收从所述IC来的反射光的光检测元件。

3.根据权利要求1所述的用于检验IC引线的设备，其特征在于，进一步包括一图像处理器，用于实现由所述光学图像识别单元识别的图像。

4.一种用于检验放置在所述固定台上方的多个IC引线的方法，所述方法包括的步骤有：

A.将多个IC放置在所述固定台上，在一光学图像识别单元之下，所述光学图像识别单元包括：一束光源；和一个检测元件，用于接收反射光；

B.从所述光源向所述固定台投射一扫描束进行扫描和用所述检测元件接收反射向所述光学图像识别单元的光并根据接收的光束发射一信号；

C.当在步骤B将所述固定台和所述光学图像识别单元相对移动时，扫描多个引线；

D.在所述扫描步骤期间，根据所述光学图像识别单元的输出信号，确定所述光学图像识别单元的最佳位置，在所述最佳位置能获得所述IC的最佳图像；和

E.定位所述光学图像识别单元在所述最佳位置；

F.重复步骤B和C，以逐步扫描固定台上的IC，提供代表引线的形状最佳信号图像；

G.将代表引线正常形状的基准数据与最佳信号图像进行比较。

5.根据权利要求4所述的用于检验IC引线的方法，其特征在于，所述固定台在所述扫描步骤中被逐步扫描。

6.根据权利要求5所述的用于检验IC引线的方法，其特征在于，步骤D包括的步骤有：

设置所述光学图像识别单元的临时位置，在所述临时位置，所述输出信号的值大于预定基准值；

在增加所述输出信号的所述值的方向上，从所述临时位置移动所述光学图像识别单元；和

检测所述输出信号的所述值是最大时所处的位置。

7.根据权利要求6所述的用于检测IC引线的方法，其特征在于，所述设置所述临时位置的步骤包括的步骤有：

定位所述光学图像识别单元在一预定位置；

将在所述预定位置的所述输出信号的所述值与所述基准值进行比较；

如果所述输出信号的所述值大于所述基准值，则将所述预定位置视作为所述临时位置；

如果所述输出信号的所述值小于所述基准值，则移动所述光学图像识别单元；和

在所述移动步骤之后，再次执行所述的比较步骤。

8.根据权利要求7所述的用于检验IC引线的方法，其特征在于，在所述移动步骤中，所述光学图像识别单元被从所述预定位置上移或下移。

9.根据权利要求4所述的用于检验IC引线的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤，即根据在扫描步骤期间的所述光学图像识别单元的所述输出信号，显示所述IC图像。

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