CN115346036A - 一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，涉及半导体加工，旨在解决覆铜陶瓷基板表面特征识别效果差的问题，其技术方案要点是：利用照明光源照亮被加工工件；CCD相机实时拍摄被加工工件表面图像；从被加工工件表面图像中提取定位特征，并将定位特征与预设的定位参数比较，并实时调整激光加工设备进行动态调整，直至符合设定要求；进行激光加工；照明光源包括白光源、红光源以及蓝光源；所述白光源、红光源以及蓝光源连续交替发光，CCD相机实时提取在白光源、红光源、蓝光源照射下工件的表面图像并进行精准识别，完全提取到工件表面所需要提取的全部特征。本发明的覆铜陶瓷基板的照明定位方式能够高效率准确识别工件表面特征。

Description

一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法

技术领域

本发明涉及覆铜陶瓷基板加工领域，更具体地说，它涉及一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法。

背景技术

覆铜陶瓷基板(DBC基板)是使用DBC(Direct Bond Copper)技术将铜箔直接烧结在陶瓷表面而制成的一种电子基础材料。覆铜陶瓷基板具有极好的热循环性、形状稳定、刚性好、导热率高、可靠性高，覆铜面可以刻蚀出各种图形的特点，并且它是一种无污染、无公害的绿色产品，使用温度相当广泛，可以从-55℃～850℃，热膨胀系数接近于硅，其应用领域十分广泛。

覆铜陶瓷基板在制备过程中，通常会将蚀刻好图形的产品用激光器进行切割分板，激光器进行切割分板时需要先利用CCD相机对覆铜陶瓷基板进行识别定位，但是覆铜陶瓷基板产品（DCB/AMB）由于铜厚的原因，在制程过程中，表面粗糙度不均，致其表面识别效果较差，在生产过程中屡屡出现匹配分数低，或匹配错误导致无法加工的问题；原方式采用红光源（波长600-800nm）或蓝光源（波长400-500 nm），但是因为湿法DCB表面粗糙度较大（粗糙度为Ra：0.5-0.8；Rz:1.5-2.5；Rmax:5-15）产品对现有红色以及蓝色光照的反射度不同，导致产品表面部分凹坑无法被屏蔽。AMB产品因其晶粒差异较大（100-1000微米），导致蓝色以及红色光源匹配性较差，产品在生产过程中频繁出错，现有技术也有采用白光源（400-800 nm），白色光源可兼顾的范围更广，可更有效的应对差异性较大的产品，效果比红光源或蓝光源稍微好一点，但是识别效果的提升依然不够明显，还是会出现匹配错误的情况。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，通过将红光源、蓝光源以及白光源交替发光，从而方便CCD相机提取工件表面特征，提高表面特征识别效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，包括以下步骤：A.利用照明光源照亮被加工工件；B.CCD相机实时拍摄被加工工件表面图像；C.从被加工工件表面图像中提取定位特征，并将定位特征与预设的定位参数比较，并实时调整激光加工设备进行动态调整，直至符合设定要求；D.进行激光加工；

在步骤A中，所述照明光源包括白光源、红光源以及蓝光源；所述白光源、红光源以及蓝光源连续交替发光，所述CCD相机实时提取在白光源、红光源、蓝光源照射下工件的表面图像并进行精准识别，直至完全提取到工件表面所需要提取的全部特征，所述CCD相机将拍摄的若干张照片进行合并处理获得最终的定位信息。

通过采用上述技术方案，在传统的覆铜陶瓷基板加工过程中，通常是采用红光源或者蓝光源或者白光源对工件进行照明，然后CCD相机拍摄工件识别其表面定位特征，并根据定位参数进行调整激光位置进行加工，但是时常会发生识别不了的情况，此时需要人工介入调整，识别不了的原因是因为工件表面粗糙度较高，光线无法将全部特征进行显现从而被CCD相机拍摄到，因此现在将红光源、蓝光源以及白光源均设置成照明光源，并且进行交替发光，而CCD相机在三种光源的照射下均进行特征识别，基本上能够将工件表面的定位特征全部匹配到，从而方便激光加工。

本发明进一步设置为：所述照明光源连接有驱动电机用于驱动照明光源自动调节其照射角度。

通过采用上述技术方案，将照明光源连接驱动电机驱动照明光源调节照射角度，这样是为了使照射到工件表面的光能够发生更多方向上的反射，从而方便CCD相机能够更好的识别其表面特征，提高识别效率。

本发明进一步设置为：所述驱动电机设置有至少三个档位，所述照明光源分别位于各个档位时其对工件的照射角度均不相同。

通过采用上述技术方案，将驱动电机设置至少三个档位，或者可以设置更多档位，根据所需要加工的产品的复杂程度进行设置，每个档位所对应的照明光源的倾斜角度均不相同，这样对工件的照射角度也就不一样，从而使工件的每个定位特征反射光线在不同角度的照明下能够确保会发生光线反射从而被CCD相机识别到，因为每个档位下，CCD均会进行拍摄提取工件表面特征，最终CCD会对所拍摄的工件表面特征进行识别对比，选出最清楚的定位信息。

本发明进一步设置为：所述驱动电机的档位在工作时自动切换，每切换到一个档位时，白光源、红光源以及蓝光源会自动进行轮流照明，同时CCD相机进行拍照识别，直至系统判定工件表面的定位特征被全部提取到。

通过采用上述技术方案，在进行照明工件时，驱动电机自动切换档位，每切换到一个档位时，白光源、红光源以及蓝光源会自动进行轮流照明，就是依次照射白光源、红光源以及蓝光源，每个光源的照射时间可以自定义，只需确保CCD相机在当下光源照射下能够进行拍摄识别，通常可以设置为1S-2S;当每个光源照射时，CCD相机均会对工件表面进行特征识别，若一个档位下未全部识别到相应特征时，则会自动切换到下一个档位，再次进行轮流照明，直至CCD相机全部识别到定位特征时，则会使驱动电机复位到初始位置等待下一次照明定位。

本发明进一步设置为：所述照明光源设置为内凹环形结构。

通过采用上述技术方案，将照明光源设置为内凹环形结构主要是为了避免照射产生阴影。

本发明进一步设置为：所述照明光源的内凹角度为60°-70°。

通过采用上述技术方案，照明光源的内凹角度设置为60°-70°，是为了让内部的LED灯带具有一定的角度进行照射，在这个角度照射下光线反射效果最佳。

本发明进一步设置为：所述照明光源包括灯罩与LED灯带，所述LED灯带与灯罩之间设置有弹性连接件。

本发明进一步设置为：所述照明光源包括灯罩与LED灯带，所述LED灯带与灯罩之间设置有弹性连接件。

本发明进一步设置为：所述照明光源具有灯光调节器用于自动调节照明光源的强度。

通过采用上述技术方案，将照明光源设置有灯光调节器用来调整照明光源的光线强度，在每个光源照射时能够通过不同的光线强度照射，提高工件表面特征的反射光线强度，更好的方便CCD相机进行特征识别。

本发明进一步设置为：所述照明光源位于任一档位时，首先蓝光源发光，光线强度由弱到强变化，然后自动切换到红光源，光线强度再次由弱到强变化，然后自动切换到白光源，光线强度再次由弱到强变化，此后照明光源自动切换到另一档位，再次经过上述的照明光源变化步骤，在此期间，CCD相机持续工作拍摄工件表面特征，直至提取到工件表面所需要提取的全部特征，照明光源进行复位准备下一次照明。

通过采用上述技术方案，当需要对工件进行照明提取特征时，在每个档位下白光源、红光源以及蓝光源均进行固定时间的照射，并且在每个光源照射时，其光线强度自动从弱到强进行调节，而CCD相机进行识别拍摄，直至拍摄到所需工件表面的全部特征为止，为一次有效拍摄，拍摄完成后照明光源进行复位，准备下一次拍摄，这样在拍摄过程中不停的调整光源颜色、角度以及光线强度，从而使CCD相机能够拍摄到更多的工件表面特征，通过CCD相机对若干张拍摄的照片进行智能识别合并处理，能够更快更好的实现照明定位的功能。

本发明进一步设置为：所述照明光源在切换档位时，能够使LED灯带在弹性连接件的作用下发生振动。

通过采用上述技术方案，照明光源在切换档位时，照明光源的位置会发生变化，而当发生这种动态变化时，LED灯带是通过弹性连接件连接的，那么位置发生变化，LED灯带具有惯性作用，从而在弹性连接件的作用下发生轻微振动，振动时会使LED灯带发出的光线照射到工件表面产生更多角度的光线反射，从而更加方便CCD相机对工件表面特征的提取，这样可以提高CCD相机的识别效率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过将白光源、红光源以及蓝光源进行轮流照射工件，在照射期间CCD相机进行特征识别，从而提高识别效率，并且还通过设置档位对照明光源的照射角度进行调整，更多的使工件表面的各个特征反射光线，使CCD相机能够更全面的拍摄到工件表面特征，同时能够自动调整照明光源的光线强度，能够使工件表面的定位特征在不同光线强度下将其特征反射给CCD相机，提高CCD相机的识别效率；同时在照明光源变换档位时，通过弹性连接件使LED灯带能够具有轻微的晃动，从而使工件表面能够更对的反射不同角度的光线，这样使CCD相机能够最大程度收集到工件反射的光线，从而提高了CCD相机的识别效率。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细描述。

一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，包括以下步骤：A.利用照明光源照亮被加工工件；B.CCD相机实时拍摄被加工工件表面图像；C.从被加工工件表面图像中提取定位特征，并将定位特征与预设的定位参数比较，并实时调整激光加工设备进行动态调整，直至符合设定要求；D.进行激光加工；在步骤A中，所述照明光源包括白光源、红光源以及蓝光源；所述白光源、红光源以及蓝光源连续交替发光，所述CCD相机实时提取在白光源、红光源、蓝光源照射下工件的表面图像并进行精准识别，直至完全提取到工件表面所需要提取的全部特征，CCD相机将拍摄的若干张照片进行合并处理获得最终的定位信息。在传统的覆铜陶瓷基板加工过程中，通常是采用红光源或者蓝光源或者白光源对工件进行照明，然后CCD相机拍摄工件识别其表面定位特征，并根据定位特征进行调整激光位置进行加工，但是时常会发生识别不了的情况，此时需要人工介入调整，识别不了的原因是因为工件表面粗糙度较高，光线无法将全部特征进行显现被CCD相机拍摄到，因此现在将红光源、蓝光源以及白光源均设置成照明光源，并且进行交替发光，而CCD相机在三种光源的照射下均进行特征识别，基本上能够将工件表面的定位特征全部匹配到，从而方便激光加工。

照明光源连接有驱动电机用于驱动照明光源自动调节其照射角度，将照明光源连接驱动电机驱动照明光源调节照射角度，这样是为了使照射到工件表面的光能够发生更多方向上的反射，从而方便CCD相机能够更好的识别其表面特征，提高识别效率。

驱动电机设置有至少三个档位，所述照明光源分别位于各个档位时其与工件的照射角度均不相同；或者可以设置更多档位，根据所需要加工的产品的复杂程度进行设置，每个档位所对应的照明光源的倾斜角度均不相同，这样对工件的照射角度也就不一样，从而使工件的每个定位特征反射的光线在不同角度的照明下能够确保会发生光线反射从而被CCD相机识别到，因为每个档位下，CCD相机均会进行拍摄提取工件表面特征，最终CCD相机会对所拍摄的工件表面特征进行识别对比，选出最清楚的定位信息；并且驱动电机的档位在工作时自动切换，每切换到一个档位时，白光源、红光源以及蓝光源会自动进行轮流照明，同时CCD相机进行拍照识别，并进行图像合并识别处理，直至系统判定工件表面的定位特征被全部提取到。

在进行照明工件时，驱动电机自动切换档位，每切换到一个档位时，白光源、红光源以及蓝光源会自动进行轮流照明，就是依次照射白光源、红光源以及蓝光源，每个光源的照射时间可以自定义，只需确保CCD相机在当下光源照射下能够进行拍摄识别，通常可以设置为1S-2S；当每个光源照射时，CCD相机均会对工件表面进行特征识别，若一个档位下未全部识别到相应特征时，则会自动切换到下一个档位，再次进行轮流照明，直至CCD相机全部识别到定位特征，才会使驱动电机复位到初始位置等待下一次照明定位；并且可以将照明光源设置为内凹环形结构，这样可以避免照射产生阴影；同时照明光源的内凹角度为60°-70°，这样可以让内部的LED灯带具有一定的角度进行照射，在这个角度照射下光线反射效果最佳。

其中照明光源包括灯罩与LED灯带，LED灯带与灯罩之间通过设置有弹性连接件连接，弹性连接件可以选用微型弹簧或者软性海绵，这样LED灯带能够具有较小的弹性活动空间，在小范围变换LED灯带的角度，从而能够对工件表面的照射产生更多的光线反射，方便CCD相机进行特征识别。

照明光源具有灯光调节器用于自动调节照明光源的强度，将照明光源设置有灯光调节器用来调整照明光源的光线强度，在每个光源照射时能够通过不同的光线强度照射，提高工件表面特征的反射光线强度，更好的方便CCD相机进行特征识别。

这样当照明光源位于任一档位时，首先蓝光源发光，光线强度由弱到强变化，然后自动切换到红光源，光线强度再次由弱到强变化，然后自动切换到白光源，光线强度再次由弱到强变化，此后照明光源自动切换到另一档位，再次经过上述的照明光源变化步骤，在此期间，CCD相机持续工作拍摄工件表面特征，直至提取到工件表面所需要提取的全部特征，照明光源进行复位准备下一次照明；这样可以实现在每个档位下白光源、红光源以及蓝光源均进行固定时间的照射，并且在每个光源照射时，其光线强度自动从弱到强进行调节，而CCD相机进行识别拍摄，直至拍摄到所需工件表面的全部特征为止，为一次有效拍摄，拍摄完成后照明光源进行复位，准备下一次拍摄，这样在拍摄过程中不停的调整光源颜色角度以及光线强度，从而使CCD相机能够清楚全面的拍摄到工件的表面特征，通过CCD相机对多张拍摄的照片进行智能识别合并处理，能够更快更好的实现照明定位的功能，同时照明光源在切换档位时，能够使LED灯带在弹性连接件的作用下发生振动，这样照明光源的位置会发生变化，而发生动态变化时，LED灯带具有惯性作用，从而在弹性连接件的作用下发生轻微振动，振动时会使LED灯带发出的光线照射到工件表面时会产生更多角度的光线反射，从而更加方便CCD相机对工件表面特征的提取，这样可以提高CCD相机的识别效率。

综上所述，通过将白光源、红光源以及蓝光源进行轮流照射工件，在照射期间CCD相机进行特征识别，从而提高识别效率，并且还通过设置档位对照明光源的照射角度进行调整，更多的使工件表面的各个特征反射光线，使CCD相机能够更全面的拍摄到工件表面特征，同时能够自动调整照明光源的光线强度，能够使工件表面的定位特征在不同光线强度下将其特征反射给CCD相机，提高CCD相机的识别效率；同时在照明光源变换档位时，通过弹性连接件使LED灯带能够具有轻微的晃动，从而使工件表面能够更对的反射不同角度的光线，这样使CCD相机能够最大程度收集到工件反射的光线，从而提高了CCD相机的识别效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：包括以下步骤:

A.利用照明光源照亮被加工工件；

B.CCD相机实时拍摄被加工工件表面图像；

C.从被加工工件表面图像中提取定位特征，并将定位特征与预设的定位参数比较，并实时调整激光加工设备进行动态调整，直至符合设定要求；

D.进行激光加工；

在步骤A中，所述照明光源包括白光源、红光源以及蓝光源；所述白光源、红光源以及蓝光源连续交替发光，所述CCD相机实时提取在白光源、红光源、蓝光源照射下工件的表面图像并进行精准识别，直至完全提取到工件表面所需要提取的全部特征；

所述CCD相机将拍摄的若干张照片进行合并处理获得最终的定位信息。

2.根据权利要求1所述的一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：所述照明光源连接有驱动电机用于驱动照明光源自动调节其照射角度。

3.根据权利要求2所述的一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：所述驱动电机设置有至少三个档位，所述照明光源分别位于各个档位时其对工件的照射角度均不相同。

4.根据权利要求3所述的一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：所述驱动电机的档位在工作时自动切换，每切换到一个档位时，白光源、红光源以及蓝光源会自动进行轮流照明，同时CCD相机进行拍照识别，直至系统判定工件表面的定位特征被全部提取到。

5.根据权利要求1所述的一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：所述照明光源设置为内凹环形结构。

6.根据权利要求5所述的一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：所述照明光源的内凹角度为60°-70°。

7.根据权利要求1或3所述的一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：所述照明光源包括灯罩与LED灯带，所述LED灯带与灯罩之间设置有弹性连接件。

8.根据权利要求7所述的一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：所述照明光源具有灯光调节器用于自动调节照明光源的强度。

9.根据权利要求8所述的一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：所述照明光源位于任一档位时，首先蓝光源发光，光线强度由弱到强变化，然后自动切换到红光源，光线强度再次由弱到强变化，然后自动切换到白光源，光线强度再次由弱到强变化，此后照明光源自动切换到另一档位，再次经过上述的照明光源变化步骤，在此期间，CCD相机持续工作拍摄工件表面特征，直至提取到工件表面所需要提取的全部特征，照明光源进行复位准备下一次照明。

10.根据权利要求9所述的一种覆铜陶瓷基板的照明定位方法，其特征在于：所述照明光源在切换档位时，能够使LED灯带在弹性连接件的作用下发生振动。