CN112666775A - 同轴光源成像机构及引线键合机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种同轴光源成像机构，用于对被成像物体进行图像采集，包括：光源、中心光滤光片、聚光透镜模组以及镜头组件；所述光源、中心光滤光片、聚光透镜模组依次同轴设置；所述光源能够发出入射光并照射至所述中心光滤光片，所述中心光滤光片能够减弱所述入射光中心区域的光线强度并发射出过滤光至所述聚光透镜模组，所述聚光透镜模组能够对所述过滤光进行光学整形并发射出锥形光至所述被成像物体；本申请的同轴光源成像机构通过设置中心光滤光片，能够减弱所述入射光中心区域的光线强度，形成光照强度均匀的过滤光，使得镜头组件在成像时的亮度保持恒定，既降低了对被成像物体的摆放要求，又提高了图像采集质量。

Description

同轴光源成像机构及引线键合机

技术领域

本申请属于芯片技术领域，更具体地说，是涉及一种同轴光源成像机构及引线键合机。

背景技术

引线键合(Wire Bonding)是一种利用热、压力、超声波能量等方式使金属引线与基板焊盘紧密焊合的工艺。在芯片制造行业的引线键合工艺中通常需要使用到引线键合机来完成。引线键合机中含有同轴光源成像装置，通过同轴光源成像装置来对芯片进行图像采集，以便能够精准对芯片进行焊接。

如图1所示，现有技术的引线键合机中的同轴光源成像装置，主要包括发光体01、聚光镜片02、45度半反镜03以及成像光路04。当芯片05水平放置时，聚光镜片02能够将发光体01发的光穿过45度半反镜03后汇聚成倒圆锥形至芯片上，芯片05反射光线至45度半反镜03，倒圆锥形的光中只有垂直于芯片的那一束光能够依次经过芯片05、45度半反镜03的连续反射后进入成像光路04，因倒圆锥形光束的中心光线较强，此时成像亮度较高。但是，当该芯片05稍微倾斜放置时，倒圆锥形光束的中心光线经过芯片05反射后会偏离成像光路04，而倒圆锥形光束边沿某个角度会正好有一束光经芯片05表面反射后可进入成像光路04，由于倒圆锥形光束的边沿光线较弱，此时虽然也能成像，但成像亮度较低。因此，当芯片05水平放置与芯片倾斜放置时的两种情况成像时的亮度有较大差异，会影响图像信息的采集质量，导致视觉系统的工作稳定性差，焊点精准度低。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种同轴光源成像机构及引线键合机，以解决现有技术对引线键合机在图像采集过程中存在的成像亮度不稳定的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种同轴光源成像机构，用于对被成像物体进行图像采集，包括：光源、中心光滤光片、聚光透镜模组以及镜头组件；

所述光源、中心光滤光片、聚光透镜模组依次同轴设置；

所述光源能够发出入射光并照射至所述中心光滤光片，所述中心光滤光片能够减弱所述入射光中心区域的光线强度并发射出过滤光至所述聚光透镜模组，所述聚光透镜模组能够对所述过滤光进行光学整形并发射出锥形光至所述被成像物体，所述被成像物体能够发射出反射光至所述镜头组件，所述镜头组件能够对所述反射光进行成像处理。

优选地，所述中心光滤光片中心区域的透光率大于所述中心光滤光片边缘区域的透光率。

优选地，所述中心光滤光片为圆形透光片，且所述圆形透光片中的色素含量由所述圆形透光片中心区域向所述圆形透光片的边缘区域逐渐降低。

优选地，所述聚光透镜模组包括并列设置的第一透镜以及第二透镜，所述第一透镜能够用于将所述过滤光折射成平行光并照射至所述第二透镜，所述第二透镜能将所述平行光折射成锥形光并照射至所述被成像物体。

优选地，所述同轴光源成像机构包括安装座，所述安装座内设有第一导光孔，所述光源、中心光滤光片、聚光透镜模组安装于所述第一导光孔内。

优选地，所述镜头组件包括半反透镜以及成像透镜，所述半反透镜具有进光面以及与所述进光面对立设置的反光面，所述锥形光从所述成像透镜的进光面穿过并照射至所述被成像物体，所述被成像物体能够发射出反射光至所述半反透镜的反光面，通过所述反光面将所述反射光反射至所述镜头组件。

优选地，所述半反透镜呈45°倾斜设置，且所述成像透镜水平设置；所述被成像物体能够发射出反射光至所述半反透镜的反光面后，所述反光面能够将所述反射光沿水平方向反射至所述镜头组件。

优选地，所述镜头组件还包括镜头座，所述镜头座内设有第二导光孔，所述半反透镜以及成像透镜安装于所述第二导光孔内。

优选地，所述镜头组件还包括摄像装置以及转接组件，所述摄像装置的镜头通过所述转接组件与所述第二导光孔连接。

本申请还提供一种引线键合机，所述引线键合机包括如上所述的同轴光源成像机构。

本申请提供的同轴光源成像机构的有益效果在于：与现有技术相比，通过设置中心光滤光片，能够减弱所述入射光中心区域的光线强度，形成光照强度均匀的过滤光，使得镜头组件在成像时的亮度保持恒定，既降低了对被成像物体的摆放要求，又提高了图像采集质量。

本申请提供的引线键合机，包括了如上所述的同轴光源成像机构的所有基本特征，与现有技术相比，能够对被成像物体采集到更高质量的图像信息，提升视觉系统的工作稳定性，提高升焊点精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中同轴光源成像装置的示意图；

图2为本申请实施例提供的同轴光源成像机构的示意图；

图3为图2中的中心光滤光片的俯视结构示意图；

图4为图3中的中心光滤光片的左视结构示意图；

图5为本申请另一实施例提供的同轴光源成像机构的示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图2，现对本申请实施例提供的同轴光源成像机构100进行说明。同轴光源成像机构100，用于对芯片等被成像物体200进行图像采集，包括：光源10、中心光滤光片20、聚光透镜模组30以及镜头组件40。

其中，光源10、中心光滤光片20、聚光透镜模组30依次同轴设置。光源10能够发出入射光11并照射至中心光滤光片20，中心光滤光片20能够减弱入射光11中心区域的光线强度并发射出过滤光12至聚光透镜模组30，聚光透镜模组30能够对过滤光12进行光学整形并发射出锥形光13至被成像物体200，被成像物体200能够发射出反射光14至镜头组件40，镜头组件40能够对反射光14进行成像处理。

可以理解的是，光源10可以为LED灯光组件，例如光源10包括多个LED灯以及聚光罩，该聚光罩能够将多个LED灯的光进行聚集，以提高灯光强度。光源10发射出的入射光11可以直接照射至中心光滤光片20，由于光源10直接发射出的入射光11光照强度不均匀，入射光11中间区域的光照强度会大于入射光11边缘区域的光照强度；而中心光滤光片20能够减弱入射光11中心区域的光线强度，使得经过中心光滤光片20后的形成的过滤光12整体光照强度相对均匀。聚光透镜模组30能够将中心光滤光片20射出的过滤光12进行光学整形，最终过滤光12变成锥形光13集中照射至被成像物体200上。

当被成像物体200水平放置时，由于锥形光13中只有垂直于被成像物体200的那束光能够在被成像物体200表面反射后进入至镜头组件40，并且该束光位于锥形光13的中心区域。而中心光滤光片20能够减弱入射光11中心区域的光线强度，使得镜头组件40对反射光14进行成像处理时，可以避免光照强度过强，确保图像采集质量。

当被成像物体200倾斜放置时，由于锥形光13中垂直于被成像物体200的那束光会在被成像物体200上反射后偏离镜头组件40，并且会有位于锥形光13边缘部分的其中一束光能够在被成像物体200表面反射后进入至镜头组件40。而该束光受中心光滤光片20的影响较小或者无影响，使得镜头组件40对反射光14进行成像处理时，又可以避免光照强度过暗，确保图像采集质量。

因此，在通过同轴光源成像机构100，对芯片等被成像物体200图像采集时，无论被成像物体200是水平放置，还是倾斜放置，最终进入镜头组件40的光线强度都能保持恒定，不会影响镜头组件40的成像质量。同时，也降低了对被成像物体200的摆放要求，提高了工作效率。

本申请提供的同轴光源成像机构100，与现有技术相比，通过设置中心光滤光片20，能够减弱入射光11中心区域的光线强度，形成光照强度均匀的过滤光12，使得镜头组件40在成像时的亮度保持恒定，既降低了对被成像物体200的摆放要求，又提高了图像采集质量。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图3至图4，中心光滤光片20中心区域的透光率大于中心光滤光片20边缘区域的透光率。可以理解的是，透光率是表示光线透过介质的能力，是透过透明或半透明体的光通量与其入射光11通量的百分率。因为中心光滤光片20中心区域的透光率大于中心光滤光片20边缘区域的透光率，所以通过中心光滤光片20中心区域的入射光11一部分被吸收，且只有另一部分透过介质，而通过中心光滤光片20边缘区域的入射光11影响较小或者无影响，进而实现中心光滤光片20减弱入射光11中心区域的光线强度的作用。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图3至图4，中心光滤光片20为圆形透光片，且圆形透光片中的色素含量由圆形透光片中心区域向圆形透光片的边缘区域逐渐降低。可以理解的是，由于光源10发出的入射光11中间区域的光照强度会向入射光11边缘区域的光照强度逐渐降低，圆形透光片中的色素含量由圆形透光片中心区域向圆形透光片的边缘区域逐渐降低，使得中心光滤光片20中的色素分布能够匹配光源10发出的入射光11的光照强度的分布，有利于中心光滤光片20射出的过滤光12的光照强度分布更加均匀，不会出现阶梯型变化。优选地，圆形透光片的基体材料可以为透明塑料或透明玻璃，明塑料或透明玻璃具有一定的强度与稳定性，能够很好地承载色素，对于色素的分布保持恒定。该色素优选为黑色素，因为黑色素能够吸收所有颜色的光，使得该色素能对光源10发出的所有颜色的光都进行吸收，以增强过滤效果。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图5，聚光透镜模组30包括并列设置的第一透镜31以及第二透镜32，第一透镜31能够用于将过滤光12折射成平行光并照射至第二透镜32，第二透镜32能将平行光折射成锥形光13并照射至被成像物体200。可以理解的是，通过第一透镜31与第二透镜32并列设置，共同对过滤光12进行整形，能够提高光学整形效果。通过调节第二透镜32与第一透镜31的间距，可以调节锥形光13照射在被成像物体200上时的光圈大小。另外，相对于一体式的光学透镜，第一透镜31以及第二透镜32能够独立加工，具有降低成本与加工难度的优势。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图5，同轴光源成像机构100包括安装座50，安装座50内设有第一导光孔51，光源10、中心光滤光片20、聚光透镜模组30安装于第一导光孔51内。可以理解的是，通过安装座50能够对光源10、中心光滤光片20、聚光透镜模组30起到立体支撑作用，有利于光源10、中心光滤光片20、聚光透镜模组30的安装固定。优选地，安装座50的表面为黑色，进而可以吸收外界干扰的光，避免外界光线进入第一导光孔51内，防止因外界干扰而在影响镜头组件40的成像质量。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图5，镜头组件40包括半反透镜41以及成像透镜42，半反透镜41具有进光面411以及与进光面411对立设置的反光面412，锥形光13从成像透镜42的进光面411穿过并照射至被成像物体200，被成像物体200能够发射出反射光14至半反透镜41的反光面412，通过反光面412将反射光14反射至镜头组件40。可以理解的是，半反透镜41又称为分光透镜，半反透镜41的进光面411能够透过光线，而半反透镜41的反光面412又能够反射光14线。通过设置半反透镜41能够缩小同轴光源成像机构100的体积，在运用于工业设备时，能够降低工业设备安装空间需求。另外，成像透镜42可以为凸透镜或凹透镜，光线经过成像透镜42能够形成实像或者虚像，达到成像效果，关于透镜成像技术为成熟现有技术，在此不再详述。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图5，半反透镜41呈45°倾斜设置，且成像透镜42水平设置；被成像物体200能够发射出反射光14至半反透镜41的反光面412后，反光面412能够将反射光14沿水平方向反射至镜头组件40。可以理解的是，由于半反透镜41呈45°倾斜设置且成像透镜42水平设置，使得只有竖直向上的那一束反射光14能够在经过半反透镜41的反光面412反射后能够沿水平方向进入至镜头组件40，有利于精准控制光线反射角度，降低生产难度。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图5，镜头组件40还包括镜头座43，镜头座43内设有第二导光孔431，半反透镜41以及成像透镜42安装于第二导光孔431内。可以理解的是，通过镜头座43能够对半反透镜41以及成像透镜42起到立体支撑作用，有利于半反透镜41以及成像透镜42的安装固定。优选地，镜头座43的表面为黑色，进而可以吸收外界干扰的光，避免外界光线进入第二导光孔431内，防止因外界干扰而在影响镜头组件40的成像质量。

在本申请另一个实施例中，请一并参阅图5，镜头组件40还包括摄像装置44以及转接组件45，摄像装置44的镜头通过转接组件45与第二导光孔431连接。可以理解的是，摄像装置44可以为工业相机，该工业相机可以获取经过成像透镜42生成的像，实现对被成像物体200进行图像采集工序。优选地，转接组件45包括转接环451以及卡圈452，转接环451的两端分别连接摄像装置44的镜头以及第二导光孔431，卡圈452套设于转接环451外，使得转接环451、摄像装置44、镜头座43保持相对固定。

本申请还提供一种引线键合机，引线键合机包括如上所述的同轴光源成像机构100。

由于引线键合机包括了如上所述的同轴光源成像机构100的所有基本特征，因此，本申请提供的引线键合机，与现有技术相比，能够对被成像物体200采集到更高质量的图像信息，提升视觉系统的工作稳定性，提高升焊点精准度。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同轴光源成像机构，用于对被成像物体进行图像采集，其特征在于，包括：光源、中心光滤光片、聚光透镜模组以及镜头组件；

所述光源、中心光滤光片、聚光透镜模组依次同轴设置；

所述光源能够发出入射光并照射至所述中心光滤光片，所述中心光滤光片能够减弱所述入射光中心区域的光线强度并发射出过滤光至所述聚光透镜模组，所述聚光透镜模组能够对所述过滤光进行光学整形并发射出锥形光至所述被成像物体，所述被成像物体能够发射出反射光至所述镜头组件，所述镜头组件能够对所述反射光进行成像处理。

2.如权利要求1所述的同轴光源成像机构，其特征在于，所述中心光滤光片中心区域的透光率大于所述中心光滤光片边缘区域的透光率。

3.如权利要求2所述的同轴光源成像机构，其特征在于，所述中心光滤光片为圆形透光片，且所述圆形透光片中的色素含量由所述圆形透光片中心区域向所述圆形透光片的边缘区域逐渐降低。

4.如权利要求1所述的同轴光源成像机构，其特征在于，所述聚光透镜模组包括并列设置的第一透镜以及第二透镜，所述第一透镜能够用于将所述过滤光折射成平行光并照射至所述第二透镜，所述第二透镜能将所述平行光折射成锥形光并照射至所述被成像物体。

5.如权利要求1所述的同轴光源成像机构，其特征在于，所述同轴光源成像机构包括安装座，所述安装座内设有第一导光孔，所述光源、中心光滤光片、聚光透镜模组安装于所述第一导光孔内。

6.如权利要求1至5任意一项所述的同轴光源成像机构，其特征在于，所述镜头组件包括半反透镜以及成像透镜，所述半反透镜具有进光面以及与所述进光面对立设置的反光面，所述锥形光从所述成像透镜的进光面穿过并照射至所述被成像物体，所述被成像物体能够发射出反射光至所述半反透镜的反光面，通过所述反光面将所述反射光反射至所述镜头组件。

7.如权利要求6所述的同轴光源成像机构，其特征在于，所述半反透镜呈45°倾斜设置，且所述成像透镜水平设置；所述被成像物体能够发射出反射光至所述半反透镜的反光面后，所述反光面能够将所述反射光沿水平方向反射至所述镜头组件。

8.如权利要求6所述的同轴光源成像机构，其特征在于，所述镜头组件还包括镜头座，所述镜头座内设有第二导光孔，所述半反透镜以及成像透镜安装于所述第二导光孔内。

9.如权利要求8所述的同轴光源成像机构，其特征在于，所述镜头组件还包括摄像装置以及转接组件，所述摄像装置的镜头通过所述转接组件与所述第二导光孔连接。

10.一种引线键合机，其特征在于，所述引线键合机包括如权利要求1至9任意一项所述的同轴光源成像机构。

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