CN114577135B - 基于单镜头的芯片引脚翘曲的3d检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法及系统，其中方法包括：通过光源组件、棱镜组件、相机组件和工控机搭建双目视觉检测模型，其中，相机组件包括一个相机和一个镜头；棱镜组件在光源组件开启时，将芯片引脚的第一侧和第二侧反射至镜头；相机采集镜头中的芯片引脚反射成像并将获得的芯片引脚图像发送给工控机，其中，芯片引脚图像包括芯片引脚第一侧图像和第二侧图像；工控机接收芯片引脚图像并进行处理，获得芯片引脚三维视图，并根据芯片引脚三维视图判断引脚是否翘曲。本发明利用单相机搭建的双目立体视觉系统进行检测，既能避免传统单目相机计算3D数据精度低，又解决现场空间狭小的问题，降低了硬件成本。

Description

基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法及系统

技术领域

本发明属于半导体检测技术领域，特别涉及一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法及系统。

背景技术

SOT封装、SOP封装的生产流程，最后步骤需要将产品置于编带内，此时需要机器视觉检测产品外观状态，以确保产品质量。

SOT系列、SOP系列半导体产品均为带有多引脚的芯片，其引脚站立度大小直接影响芯片的质量。

引脚形态需要从侧面拍摄相关图片，才可以看到。现有技术中，检测引脚站立度使用2D外观检测，当半导体封装流程进入编带内封装步骤时(产品类似于放置在小盒子里)，侧面相机视野被编带遮挡，无法拍摄到引脚，只能从正面拍摄俯视图，通过引脚长度间接判断引脚站立度，精度较低，且由于编带材质、引脚材质的影响，会出现反光、黑脚等问题干扰检测结果，易出现误检漏检。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法及系统，针对编带内多引脚半导体产品，使用双目视觉方案，检测引脚站立度，提高生产质量。

一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法，包括以下步骤：通过光源组件、棱镜组件、相机组件和工控机搭建双目视觉检测模型，其中，相机组件包括一个相机和一个镜头；棱镜组件在光源组件开启时，将芯片引脚的第一侧和第二侧反射至镜头；相机采集镜头中的芯片引脚反射成像并将获得的芯片引脚图像发送给工控机，其中，芯片引脚图像包括芯片引脚第一侧图像和第二侧图像；工控机接收芯片引脚图像并进行处理，获得芯片引脚三维视图，并根据芯片引脚三维视图判断引脚是否翘曲。

进一步的，工控机对芯片引脚图像进行处理，获得芯片引脚三维视图包括以下步骤：

对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像进行处理，计算第一侧图像和第二侧图像中对应特征点坐标，获得芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差；

基于芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差，通过相机成像原理中的世界坐标系、相机坐标系、图像物理坐标系和图像像素坐标系之间的转换关系，获得芯片引脚的三维视图。

进一步的，根据芯片引脚三维视图判断引脚是否翘曲包括以下步骤：

通过芯片引脚三维视图获得芯片各引脚的脚根和脚尖的三维坐标；

将引脚脚根的三维坐标的坐标点拟合为平面；

根据引脚的脚尖的各坐标点到拟合平面的距离，判断芯片引脚是否翘曲。

进一步的，对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像进行处理包括：

对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像双目标定和立体矫正后，将芯片引脚第一侧图像和第二侧图像上的点进行特征匹配。

进一步的，将芯片引脚第一侧图像和第二侧图像上的点进行特征匹配包括以下步骤：

通过立体矫正获得第一侧图像和第二侧图像对应点的y坐标，再通过匹配算法确定对应点的x坐标，实现芯片引脚第一侧图像和第二侧图像对应点的特征匹配。

进一步的，芯片引脚第一侧、第二侧为相对的两侧。

进一步的，检测方法还包括以下步骤：

工控机将检测结果发送给机台，若检测结果合格，机台将芯片通过编带将芯片传送到下一工序，若检测检测结果不合格，机台再次向工控机发出检测信号，若循环多次检测结果仍为不合格，则机台发出报警信息。

本发明还提供一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统，包括：光源组件、棱镜组件、相机组件和工控机，相机组件包括一个相机和一个镜头；

其中，棱镜组件用于在打开光源组件时，将芯片引脚的第一侧和第二侧反射至镜头；

相机组件用于采集镜头中的芯片引脚的反射成像，并将获得的芯片引脚图像发送给工控机，芯片引脚图像包括芯片引脚第一侧图像和第二侧图像；

工控机还用于接收芯片引脚图像并进行处理，获得芯片引脚三维视图，并根据芯片引脚三维视图判断引脚是否翘曲。

进一步的，工控机具体用于：

对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像进行处理，获得芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差；

基于芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差，通过相机成像原理中的世界坐标系、相机坐标系、图像物理坐标系和图像像素坐标系之间的转换关系，获得芯片引脚的三维视图。

进一步的，工控机具体用于：

通过芯片引脚三维视图获得芯片各引脚的脚根和脚尖的三维坐标；

将引脚脚根的三维坐标的坐标点拟合为平面；

根据引脚的脚尖的各坐标点到拟合平面的距离，判断芯片引脚是否翘曲。

进一步的，检测系统还包括固定板组件和安装组件；

其中，光源组件设置在固定板组件底部，相机组件设置在固定板组件顶部，棱镜组件设置在光源组件、相机组件之间，固定板组件与安装组件滑动连接。

进一步的，棱镜组件包括棱镜模组，光源组件包括第一遮光板和光源；

其中，棱镜模组包括第一通光孔、第一反射镜面、第二反射镜面、第二遮光板、第二通光孔和棱镜，第一通光孔设置在棱镜模组上端，第一反射镜面、第二反射镜面沿棱镜模组中线镜像设置在棱镜模组两侧，第二通光孔设置在棱镜模组底部，第二遮光板沿棱镜模组中线设置在第二通光孔中间，棱镜设置在第二遮光板上，第一遮光板中心线与光源上端平面的中线重合，第一遮光板和第二遮光板平行。

进一步的，第一反射镜面、第二反射镜面的倾斜角度为55°。

进一步的，固定板组件包括底板、滑块、第一挡块和第二挡块，多个滑块固定在底板上；第一挡块和第二挡块固定在底板上，第一挡块设置在多个滑块的下端，第二挡块设置在多个滑块的上端；

安装组件包括安装板、第一限位块、第三限位块和导轨，安装板中间设置有导轨，导轨与多个滑块滑动连接，安装板上端设置有第一限位块，安装板的底部设置有第三限位块；

第一挡块与第三限位块抵接时，限制多个滑块沿导轨向下滑动，第二挡块与第一限位块抵接时，限制多个滑块沿导轨向上滑动。

进一步的，光源包括上层光源和下层光源。

本发明的有益效果：本发明是利用双目视觉技术，解决编带内半导体产品的站立度检测，有效避免传统2D方法视野干涉的问题。另外本发明利用单相机与棱镜组件之间严格的硬件关系搭建双目立体视觉系统，既能避免传统单目相机计算3D数据精度低，又能解决基于现场机台空间狭小的问题，在保证检测精度和准确率的基础上，降低硬件经济成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的棱镜的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的相机组件安装示意图；

图4示出了根据本发明实施例固定板组件与安装组件的安装示意图；

图5示出了根据本发明实施例基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统的光路示意图；

图6示出了根据本发明实施例的一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法的流程示意图；

图7示出了根据本发明实施例的检测原理示意图。

图中：1、光源组件；2、棱镜组件；3、连接板组件；4、相机组件；5、固定板组件；6、安装组件；7、第一外罩；8、第二外罩；11、第一连接块；12、光源；13、第一遮光板；21、第二连接块；22、棱镜模组；221、第一通光孔；222、第一反射镜面；223、第二反射镜面；224、第二遮光板；225、第二通光孔；226、棱镜；31、第三连接块；32、外罩连接板；41、偏振镜；42、镜头；43、接圈；44、相机；51、底板；52、相机固定侧板；53、线固定板；54、滑块；55、第一挡块；56、柱塞块；57、旋转柱塞；58、第二挡块；61、安装板；62、第一限位块；63、第二限位块；64、连接侧板；65、第三限位块；66、导轨。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例使用的方位词如“上、下、左、右”通常是针对附图所示的方向而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用于描述目的。

本发明实施例利用双目视觉技术，解决编带内芯片的站立度检测，有效避免传统2D检测方法视野干涉的问题。

为了便于对本发明是实施例的理解，下面对双目视觉技术做简单介绍：

双目视觉技术，是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。

请参阅图1，图1示出了根据本发明实施例的一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统的结构示意图。

一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统，包括：光源组件1、棱镜组件2、相机组件4、固定板组件5、安装组件6和工控机。

光源组件1、棱镜组件2、相机组件4均固定在固定板组件5上，光源组件1设置在固定板组件5底部，相机组件4设置在固定板组件5顶部，棱镜组件2设置在光源组件1、相机组件4之间。固定板组件5与安装组件6滑动连接，光源组件1、相机组件4与工控机连接。

棱镜组件2，用于打开光源组件1时，对芯片引脚的第一侧和第二侧进行反射成像。相机组件4，用于采集芯片引脚第一侧和第二侧的反射成像，并将获得的芯片引脚第一侧图像和第二侧图像发送给工控机。工控机，用于对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像进行处理，获得芯片引脚三维视图，并根据芯片引脚三维视图判断引脚是否翘曲。

本实施例中，棱镜组件2对芯片引脚相对的两侧进行反射成像，示例的，可以对芯片引脚左右两侧进行反射成像。

请参阅图1和图4，图4示出了根据本发明实施例固定板组件与安装组件的安装示意图。

进一步的，检测系统还包括连接板组件3、第一外罩7和第二外罩8，连接板组件3固定在固定板组件5上，设置在棱镜组件2、相机组件4之间，第一外罩7内部具有空间，第一外罩7套装在光源组件1、棱镜组件2的外部，第一外罩7与连接板组件3可拆卸连接，第一外罩7用于保护光源组件1、棱镜组件2。第二外罩8内部具有空间，第二外罩8套装在相机组件4的外部，第二外罩8与固定板组件5可拆卸连接，第二外罩8用于保护相机组件4。

具体的，光源组件1包括第一连接块11、光源12和第一遮光板13，第一连接块11一端与光源12可拆卸连接，第一连接块11另一端与固定板组件5可拆卸连接，通过第一连接块11将光源12固定在固定板组件5上，光源12的上端还设置有第一遮光板13。

需要说明的是，本实施例的光源12既能兼容芯片塑封体表面的字符检测功能，又有益于获取编带上芯片底部引脚尖端数据。具体来说，本发明实施例的光源12包括上层光源和下层光源，单独打开下层光源，可用于表面字符检测，同时打开上层光源和下层光源，可用于芯片引脚翘曲检测。

请参阅图1和图2，图2示出了根据本发明实施例的棱镜的结构示意图。

具体的，棱镜组件2包括第二连接块21和棱镜模组22，第二连接块21一端与棱镜模组22可拆卸连接，第二连接块21另一端与固定板组件5可拆卸连接，通过第二连接块21将棱镜模组22固定在固定板组件5上。

进一步的，棱镜模组22包括第一通光孔221、第一反射镜面222、第二反射镜面223、第二遮光板224、第二通光孔225和棱镜226，棱镜模组22上端设置有第一通光孔221，棱镜模组22两侧沿棱镜模组22中线镜像设置有第一反射镜面222、第二反射镜面223，棱镜模组22底部设置有第二通光孔225，第二通光孔225沿棱镜模组22中线设置有第二遮光板224，第二遮光板224上设置有棱镜226。

优选的，第一反射镜面222、第二反射镜面223的倾斜角度a为55°，应当说明的是，倾斜角度a为第一反射镜面222、第二反射镜面223与水平面的夹角。

需要说明的是，倾斜角度a的设置基于以下考虑：在有限的视野范围内，充分利用整个图片的尺寸。如果角度更小，棱镜模组22就要更加靠近产品，模组距离待测产品太近不利于操作工工作；如果角度更大，会导致在待测物体在图片中的成像范围变小，图像较多区域均为无效区域，浪费了相机分辨率。

需要说明的是，第一遮光板13中心线与光源12上端平面的中线重合，第一遮光板13和第二遮光板224平行。

具体的，连接板组件3包括第三连接块31和外罩连接板32，第三连接块31一端与外罩连接板32可拆卸连接，第三连接块31另一端与固定板组件5可拆卸连接，通过第三连接块31将外罩连接板32固定在固定板组件5上。外罩连接板32用于固定第一外罩7，外罩连接板32中间设置有第三通光孔。

示例的，外罩连接板32两侧设置有螺纹孔，第一外罩7通过螺栓与外罩连接板32可拆卸连接。

请参阅图3，图3示出了根据本发明实施例的相机组件安装示意图。

具体的，相机组件4包括偏振镜41、镜头42、接圈43和相机44，偏振镜41设置在镜头42的前端，镜头42的后端通过接圈43与相机44连接。

通过在镜头42前端设置偏振镜41，可以消除芯片表面的反光,让芯片在过亮的环境下还能显示出原有的清晰度，质感和色彩饱和度。

请参阅图1和图3，具体的，固定板组件5包括底板51、相机固定侧板52、线固定板53和滑块54，第一连接块11、第二连接块21和第三连接块31向下往上依次固定在底板51的第一平面，多个滑块54固定在底板51的第二平面，底板51的第一平面和第二平面为相对的两个平面。相机固定侧板52固定在底板51第一侧面的上端，底板51的顶端设置有线固定板53。

相机44一侧固定在相机固定侧板52，通过相机固定侧板52将相机组件4固定在固定板组件5的底板51上。

线固定板53用于固定连接相机44的线缆，防止通过固定板组件5调整相机组件4位置时，造成线缆与相机44的接口脱落，保证系统可靠性。

请参阅图4，具体的，安装组件6包括安装板61、第一限位块62、第二限位块63、连接侧板64、第三限位块65和导轨66，安装板61的第一平面中间设置有导轨66，导轨66与多个滑块54滑动连接，安装板61的第一侧面上端设置有第一限位块62，安装板61的第一侧面中间设置有第二限位块63，安装板61的第一平面底部设置有第三限位块65，连接侧板64固定在安装板61的第二侧面，安装板61的第一侧面、第二侧面为相对的两个平面。

通过连接侧板64可以将安装组件6固定在机台上，本发明的检测系统结构紧凑，可用于现场机台空间狭小的场景。检测系统的光源组件1、棱镜组件2、相机组件4、安装组件6之间均为可拆卸连接，便于安装拆卸。

进一步的，固定板组件5还包括第一挡块55、柱塞块56、旋转柱塞57和第二挡块58，第一挡块55固定在底板51的第二平面，设置在多个滑块54的下端，第二挡块58固定在底板51的第二平面，设置在多个滑块54的上端，底板51第二侧面与设置有柱塞块56，旋转柱塞57与柱塞块56连接。

第一挡块55与第三限位块65抵接时，限制多个滑块54沿导轨66向下滑动，第二挡块58与第一限位块62抵接时，限制多个滑块54沿导轨66向上滑动。

具体使用时，首先调整好光源组件1、棱镜组件2、相机组件4在固定板组件5上的位置，再将安装组件6的连接侧板64固定在机台上，当需要对不同的芯片进行图像采集时，需要调整光源12与芯片之间的距离，将固定板组件5向下或向上调整时，此时多个滑块54沿着导轨66滑动，当移动到指定位置时，转动旋转柱塞57，旋转柱塞57一端插入第二限位块63上的限位孔内，限制固定板组件5移动，将固定板组件5固定在安装组件6上。

请参阅图5，图5示出了根据本发明实施例基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统的光路示意图。

本发明实施例的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统，利用单台相机44与棱镜组件2之间严格的硬件关系搭建双目立体视觉系统。既能避免传统单目相机计算3D数据精度低，又能解决基于现场机台空间狭小的问题。在保证检测精度和良率的基础上，还能缩减硬件经济成本。

如图5所示，相对设置的左反射镜面和右反射镜面，即图2中的第一反射镜面222、第二反射镜面223对待测物体(编带内的芯片)的左右两侧进行第一次反射成像，左反射镜面和右反射镜面反射的图像通过与其对应设置的棱镜226进行第二次反射成像，相机采集第二次反射成像，这时通过单相机即可同时采集编带内的芯片引脚两侧的图像。

另外，本发明实施例光源组件1、棱镜组件2、相机组件4固定在固定板组件5上后，作为一个整体模组，相对于机台可以前后上下左右调节位置，并且检测系统充分考虑客户端现场产品的多样性，所以在整个检测系统的硬件搭配过程中，选择高精度、高帧率、大视野的设计方案，保证不同产品在当前模组下都能得到比较理想的图像效果，能够兼容多种类型的引脚芯片，本检测系统可直接安装到生产线的机台上，可现实现生产现场直接检测验证，并且误检、漏检率低，良率高。

请参阅图6，图6示出了根据本发明实施例的一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法的流程示意图。

基于上述基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统，本发明实施例还提供一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法，包括以下步骤：

S1、通过光源组件1、棱镜组件2、相机组件4和工控机搭建双目视觉检测模型。

本步骤中，相机组件包括一个相机44和一个镜头42。

S2、机台通过编带将芯片传送到光源组件1正下方，机台向工控机发送检测信号。

S3、工控机接收检测信号，控制光源组件1开启后，向相机44发送图像采集指令。

S4、棱镜组件2在光源组件1开启时，将芯片引脚的第一侧和第二侧反射至镜头。

本步骤中，光源模组1配合棱镜组件2使用，使左右两侧图像更加清晰，上层光源使引脚区域更加突出，下层光源使字符更加清晰可辨。

本步骤中，棱镜模组22的第一反射镜面222、第二反射镜面223对芯片引脚的第一侧和第二侧进行反射成像，为了完整清晰地呈现芯片引脚两侧的图像，第一反射镜面222、第二反射镜面223的倾斜角度a设置尤为重要，本发明实施例倾斜角度a为55°。

本发明实施例通过棱镜模组22，将芯片引脚的第一侧和第二侧反射至镜头42，使得在相机44采集一张图片就可以同时拍到芯片引脚的两侧图片，模拟出双目视觉的效果。

另外，考虑由于相机44采集图像的清晰度与对焦是否精确有关，第一反射镜面222、第二反射镜面223对芯片引脚的第一侧和第二侧进行反射成像时，反射的图像与相机44的焦距不同，因此部分区域在图像采集会出现不清晰的现象，在光源12的上端还设置有第一遮光板13，沿棱镜模组22中线设置有第二遮光板224，通过第一遮光板13和第二遮光板224将相机44采集图像会出现不清晰的区域进行遮光处理，使得采集的图像中只保留芯片引脚清晰的部分，本发明实施例的检测系统在硬件层面改善图像效果，删除复杂的图片背景干扰，只留下待测产品的图像。这样一来可以减少算法的计算负担，减少检测时间，降低检测周期。

S5、相机44接收工控机的图像采集指令后，采集镜头中的芯片引脚反射成像并将获得的芯片引脚图像发送给工控机。

本步骤中，芯片引脚图像包括芯片引脚第一侧图像和第二侧图像，通过一张图像将可将芯片引脚两侧的图像进行呈现。

S6、工控机接收芯片引脚图像并进行处理，获得芯片引脚三维视图，并根据芯片引脚三维视图判断引脚是否翘曲。

具体的，工控机对芯片引脚图像进行处理，获得芯片引脚三维视图包括以下步骤：

S61、对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像进行处理，计算第一侧图像和第二侧图像中对应特征点坐标，获得芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差。

本步骤中，区别于传统双目视觉标定算法需要在左右两幅图片中完成，本发明实施例的标定算法可在一张芯片引脚图像中完成相机44标定。

具体的，对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像进行处理包括：对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像双目标定和立体矫正后，将芯片引脚第一侧图像和第二侧图像上的点进行特征匹配，获得芯片引脚第一侧图像和第二侧图像视差。

具体的，经过立体矫正后的芯片引脚第一侧图像和第二侧图像，第一侧图像和第二侧图像对应点具有相同的y坐标，再通过匹配算法确定x坐标，将芯片引脚第一侧图像和第二侧图像两张图片上对应点进行特征匹配，即实现芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的点一一对应。

S62、基于芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差，通过相机成像原理，获得芯片引脚的三维视图。

本步骤中，基于缺陷检测软件实现，具体的：利用芯片引脚第一侧图像和第二侧图像双目标定结果和相机成像原理中的四个坐标系(包括世界坐标系、相机坐标系、图像物理坐标系和图像像素坐标系)之间的转换关系计算出芯片引脚三维坐标，实现芯片引脚图像二维到三维的转换。

具体的，根据芯片引脚三维视图判断引脚是否翘曲包括以下步骤：

S63、通过芯片引脚三维视图获得芯片各引脚的脚根和脚尖的三维坐标。

需要说明的是，芯片引脚翘曲时，脚尖翘起或下压幅度明显，脚根相比脚尖基本不动，基于此，获得芯片各引脚的脚根和脚尖的三维坐标，在此基础上，能够实现对芯片引脚翘曲情况的准确检测。

S64、将引脚脚根的三维坐标的坐标点拟合为平面。

请参阅图7，图7示出了根据本发明实施例的检测原理示意图。

具体实施时，如图7所示，获得各引脚脚根的三维坐标A、B、C，脚尖的三维坐标A₁、B₁、C₁，将脚根的三维坐标A、B、C拟合为平面。

S65、根据引脚的脚尖的各坐标点到拟合平面的距离，判断芯片引脚是否翘曲。

具体实施时，坐标A与A₁、B与B₁、C与C₁分别在同一根引脚上。B组引脚翘脚，虽然B₁点翘起很高，但是B点翘起幅度很小，所以具体检测过程中使用A、B、C三点的三维坐标，拟合平面，分别计算A₁、B₁、C₁点到这个拟合平面的距离，最终B₁点到拟合平面距离超出预先设定的评判标准，则判定当前产品为次品。

图7中，引脚的脚尖A₁到塑封体底面的距离为站立度，坐标A到A₁之间的距离d表示翘起幅度。

本步骤中，评判的标准基于不同的产品进行设置，通过设置引脚的脚尖的各坐标点到脚根拟合平面的距离参数，可实现不同产品的判定。

进一步的，检测方法还包括以下步骤：

S7、工控机将检测结果发送给机台，若检测结果合格，机台将芯片通过编带将芯片传送到下一工序，若检测检测结果不合格，机台再次向工控机发出检测信号，若循环多次检测结果仍为不合格，则机台发出报警信息。

具体实施时，工控机检测完成后发送检测结果给机台，若为OK信号，机台继续运行；若为NG信号，机台再次发出检测信号，工控机控制检测系统再次采图检测，并发送检测结果信号，若循环多次仍未NG信号，机台发出报警信息，人工挑拣出当前编带中芯片。NG后多次采图检测是为了防止机台震动过程中，采图不符合检测要求，减少因震动造成误检概率。

需要说明的是，本发明实施例的检测方法可用于编带芯片的引脚检测，但不限于编带内的芯片，芯片置于其他环境下同样适用。

本发明实施例的检测方法，使用双目视觉方案，通过单台相机44对芯片引脚进行侧面成像，能够准确检测引脚站立度，精准判断芯片引脚是否翘曲。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过光源组件、棱镜组件、相机组件和工控机搭建双目视觉检测模型，其中，相机组件包括一个相机和一个镜头；

棱镜组件包括棱镜模组，光源组件包括第一遮光板和光源，第一遮光板设置在光源的上端，其中，棱镜模组包括第一通光孔、第一反射镜面、第二反射镜面、第二遮光板、第二通光孔和棱镜，第一通光孔设置在棱镜模组上端，第一反射镜面、第二反射镜面沿棱镜模组中线镜像设置在棱镜模组两侧，第二通光孔设置在棱镜模组底部，第二遮光板沿棱镜模组中线设置在第二通光孔中间，棱镜设置在第二遮光板上，第一遮光板中心线与光源上端平面的中线重合，第一遮光板和第二遮光板平行；

棱镜组件在光源组件开启时，将芯片引脚的第一侧和第二侧反射至镜头包括：第一反射镜面、第二反射镜面对芯片引脚的第一侧和第二侧进行第一次反射成像，第一反射镜面和第二反射镜面的倾斜角度为55°；第一反射镜面、第二反射镜面反射的图像通过棱镜进行第二次反射成像，相机采集第二次反射成像；通过第一遮光板和第二遮光板将相机采集图像不清晰的区域进行遮光处理；

相机采集镜头中的芯片引脚反射成像并将获得的芯片引脚图像发送给工控机，其中，芯片引脚图像包括芯片引脚第一侧图像和第二侧图像；

工控机接收芯片引脚图像并进行处理，获得芯片引脚三维视图，并根据芯片引脚三维视图判断引脚是否翘曲包括：通过芯片引脚三维视图获得芯片各引脚的脚根和脚尖的三维坐标；将引脚脚根的三维坐标的坐标点拟合为平面；根据引脚的脚尖的各坐标点到拟合平面的距离，判断芯片引脚是否翘曲。

2.根据权利要求1所述的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法，其特征在于，工控机对芯片引脚图像进行处理，获得芯片引脚三维视图包括以下步骤：

对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像进行处理，计算第一侧图像和第二侧图像中对应特征点坐标，获得芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差；

基于芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差，通过相机成像原理中的世界坐标系、相机坐标系、图像物理坐标系和图像像素坐标系之间的转换关系，获得芯片引脚的三维视图。

3.根据权利要求2所述的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法，其特征在于，对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像进行处理包括：

对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像双目标定和立体矫正后，将芯片引脚第一侧图像和第二侧图像上的点进行特征匹配。

4.根据权利要求3所述的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法，其特征在于，将芯片引脚第一侧图像和第二侧图像上的点进行特征匹配包括以下步骤：

通过立体矫正获得第一侧图像和第二侧图像对应点的y坐标，再通过匹配算法确定对应点的x坐标，实现芯片引脚第一侧图像和第二侧图像对应点的特征匹配。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法，其特征在于，芯片引脚第一侧、第二侧为相对的两侧。

6.根据权利要求1-4任一所述的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测方法，其特征在于，检测方法还包括以下步骤：

工控机将检测结果发送给机台，若检测结果合格，机台将芯片通过编带将芯片传送到下一工序，若检测结果不合格，机台再次向工控机发出检测信号，若循环多次检测结果仍为不合格，则机台发出报警信息。

7.一种基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统，其特征在于，包括：光源组件、棱镜组件、相机组件和工控机，相机组件包括一个相机和一个镜头；

棱镜组件包括棱镜模组，光源组件包括第一遮光板和光源，第一遮光板设置在光源的上端，其中，棱镜模组包括第一通光孔、第一反射镜面、第二反射镜面、第二遮光板、第二通光孔和棱镜，第一通光孔设置在棱镜模组上端，第一反射镜面、第二反射镜面沿棱镜模组中线镜像设置在棱镜模组两侧，第二通光孔设置在棱镜模组底部，第二遮光板沿棱镜模组中线设置在第二通光孔中间，棱镜设置在第二遮光板上，第一遮光板中心线与光源上端平面的中线重合，第一遮光板和第二遮光板平行；

其中，棱镜组件用于在打开光源组件时，将芯片引脚的第一侧和第二侧反射至镜头包括：第一反射镜面、第二反射镜面对芯片引脚的第一侧和第二侧进行第一次反射成像，第一反射镜面和第二反射镜面的倾斜角度为55°；第一反射镜面、第二反射镜面反射的图像通过棱镜进行第二次反射成像，相机采集第二次反射成像；通过第一遮光板和第二遮光板将相机采集图像不清晰的区域进行遮光处理；

相机组件用于采集镜头中的芯片引脚反射成像，并将获得的芯片引脚图像发送给工控机，芯片引脚图像包括芯片引脚第一侧图像和第二侧图像；

工控机用于接收芯片引脚图像并进行处理，获得芯片引脚三维视图，并根据芯片引脚三维视图判断引脚是否翘曲包括：通过芯片引脚三维视图获得芯片各引脚的脚根和脚尖的三维坐标；将引脚脚根的三维坐标的坐标点拟合为平面；根据引脚的脚尖的各坐标点到拟合平面的距离，判断芯片引脚是否翘曲。

8.根据权利要求7所述的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统，其特征在于，工控机具体用于：

对芯片引脚第一侧图像和第二侧图像进行处理，获得芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差；

基于芯片引脚第一侧图像和第二侧图像的视差，通过相机成像原理中的世界坐标系、相机坐标系、图像物理坐标系和图像像素坐标系之间的转换关系，获得芯片引脚的三维视图。

9.根据权利要求7或8所述的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统，其特征在于，检测系统还包括固定板组件和安装组件；

其中，光源组件设置在固定板组件底部，相机组件设置在固定板组件顶部，棱镜组件设置在光源组件、相机组件之间，固定板组件与安装组件滑动连接。

10.根据权利要求9所述的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统，其特征在于，固定板组件包括底板、滑块、第一挡块和第二挡块，多个滑块、第一挡块和第二挡块固定在底板上，第一挡块设置在多个滑块的下端，第二挡块设置在多个滑块的上端；

安装组件包括安装板、第一限位块、第三限位块和导轨，导轨设置在安装板中间，导轨与多个滑块滑动连接，第一限位块设置在安装板上端，第三限位块设置在安装板的底部；

第一挡块与第三限位块抵接时，限制多个滑块沿导轨向下滑动，第二挡块与第一限位块抵接时，限制多个滑块沿导轨向上滑动。

11.根据权利要求7所述的基于单镜头的芯片引脚翘曲的3D检测系统，其特征在于，光源包括上层光源和下层光源。