CN201302555Y - 微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统，其由依次连接的一自动上料系统、一精密定位系统、一紫外光学系统、一显微视觉系统、一图像采集系统、一图像处理系统及一自动卸料系统构成；本实用新型有益效果为：由于紫外光的波长短，波长范围为100nm－300nm，相比与可见光的波长范围350nm－700nm，紫外光学系统更适合高精度的光学检测；将显微视觉系统和图像处理系统结合起来，实现对微观的表面质量缺陷特征的准确检测，能够取代人眼在高倍显微镜下进行观察和判断，从而避免人眼判断的诸多不足，有效地提高了检测效率和准确性，而且能全自动上料、检测与卸料，大大提高了生产效率。

Description

微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统，具体是一种显微图像技术、光学图像处理技术、计算机视觉识别技术和精密定位技术相结合的系统，该系统适用于微细电子元器件、半导体芯片的表面微观划痕等缺陷检测以及微细线宽的精确测量。

背景技术

在珠三角地区汇聚着全球九成以上的计算机产业巨头，有电子信息企业近3000家，沿珠江已形成电子信息产业黄金走廊。生产的电脑磁头等半成品约占全球市场的40％；生产的电路板、电脑驱动器等占全球市场的30％。目前国内大批量的微细电子元器件表面质量检测大部分通过人眼在高倍显微镜下进行观察和判断，有的产品缺陷检测对光学要求严格，肉眼在显微镜下也难以判断，通过手指触摸的方式进行判断。

大批量的产品检测往往需要大量的员工进行高重复性的工作。这种产品缺陷检测方式有许多不足之处，首先，人眼长时间工作在高倍率的显微镜下，极易疲劳，容易误判和漏判；其次，由于每个人对标准的认识程度和理解程度不同，主观判断的标准也不一样，难以量化，因此在检测过程中，没有统一的检测标准；最后，由于检测的工作量大、重复性高，对人眼的伤害严重。多数电子元器件生产企业依然属于劳动密集型产业，一方面得益于相对低廉的劳动力成本，同时国外相对成熟的全自动检测设备成本非常昂贵，因此许多企业迫于成本和资金压力，依然采用大量人工在高倍显微镜下目测这种相对落后的检测方式，效率较低，产品的附加值较低。

实用新型内容

针对现有检测微细元件的方式技术所存在的上述不足，本实用新型目的在于，提供一种采用光学和图像识别原理，自动检测产品的微观表面缺陷的全自动紫外光学检测系统。

本实用新型为实现上述目的，所提供的技术方案是：

一种微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统，其由依次连接的一自动上料系统、一精密定位系统、一紫外光学系统、一显微视觉系统、一图像采集系统、一图像处理系统及一自动卸料系统构成。

所述的精密定位系统包括驱动模块、运动控制模块、位置信息反馈模块，其中运动控制模块中设置有运动速度、范围、步进距离参数调节单元。

所述的紫外光学系统，包括紫外光线发射模块、散热模块、光线角度调整模块和亮度调整模块。

所述的显微视觉系统包括一可将表面的质量缺陷特征放大的显微放大模块，及一可采集的图像信息并将其传输到图像处理系统进行图像分析的紫外光摄像机。

一种实现所述的微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统的方法，其包括待检测产品及控制计算机，其包括如下步骤：

1)依次设置一自动上料系统、一精密定位系统、一紫外光学系统、一显微视觉系统、一图像采集系统、一图像处理系统及一自动卸料系统，并将其依次连接、使其彼此衔接并相互通讯，构成一检测系统；

2)所述自动上料系统启动，将待检测产品传送到显微视觉系统的工作区域内，由精密定位系统将其准确定位；

3)紫外光学系统启动，对待检测产品的微观表面曲线特征进行照明，加强产品的微观表面缺陷特征信息，这些缺陷特征再经过显微视觉系统进行放大和加强处理；

4)图像采集系统启动，显微视觉系统放大与加强处理后的信息，采集并传输到控制计算机；

5)图像处理系统启动，对接收到的待测产品微观表面缺陷特征的图像信息进行分析和处理，包括对有缺陷的待测产品进行统计和报警；

6)自动卸料系统启动，将检测完成的产品，自动卸料。

所述的微观表面缺陷全自动紫外光学检测方法，所述的步骤1)，其包括如下步骤：

分别设定自动上料系统、精密定位系统、紫外光学系统、显微视觉系统、图像采集系统、图像处理系统及自动卸料系统的运行参数。

所述的微观表面缺陷全自动紫外光学检测方法，所述的步骤5)，其包括如下步骤：

31)原始图像提取；

32)特征提取；

33)图像处理。

本实用新型的有益效果为：由于紫外光的波长短，波长范围为100nm-300nm，相比与可见光的波长范围350nm-700nm，紫外光学系统更适合高精度的光学检测；将显微视觉系统和图像处理系统结合起来，实现对微观的表面质量缺陷特征的准确检测，能够取代人眼在高倍显微镜下进行观察和判断，从而避免人眼判断的诸多不足，有效地提高了检测效率和准确性，而且能全自动上料、检测与卸料，大大提高了生产效率。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的工作流程示意框图；

图2为图1中的精密定位系统的组成模块框图；

图3为图1中的紫外光学系统的组成模块框图；

图4为图1中的显微视觉系统的组成模块框图；

图5为图1中的图像处理系统的组成模块框图。

具体实施方式

实施例：参见图1、图2、图3、图4和图5，本实用新型实施例提供的一种微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统，其由依次连接的一自动上料系统、一精密定位系统、一紫外光学系统、一显微视觉系统、一图像采集系统、一图像处理系统及一自动卸料系统构成。

所述的精密定位系统包括驱动模块、运动控制模块、位置信息反馈模块，其中运动控制模块中设置有运动速度、范围、步进距离参数调节单元。

所述的紫外光学系统，包括紫外光线发射模块、散热模块、光线角度调整模块和亮度调整模块。

所述的显微视觉系统包括一可将表面的质量缺陷特征放大的显微放大模块，及一可采集的图像信息并将其传输到图像处理系统进行图像分析的紫外光摄像机。

一种实现所述的微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统的方法，其包括待检测产品及控制计算机，其包括如下步骤：

1)依次设置一自动上料系统、一精密定位系统、一紫外光学系统、一显微视觉系统、一图像采集系统、一图像处理系统及一自动卸料系统，并将其依次连接、使其彼此衔接并相互通讯，构成一检测系统；

2)所述自动上料系统启动，将待检测产品传送到显微视觉系统的工作区域内，由精密定位系统将其准确定位；

3)紫外光学系统启动，对待检测产品的微观表面曲线特征进行照明，加强产品的微观表面缺陷特征信息，这些缺陷特征再经过显微视觉系统进行放大和加强处理；

4)图像采集系统启动，显微视觉系统放大与加强处理后的信息，采集并传输到控制计算机；

5)图像处理系统启动，对接收到的待测产品微观表面缺陷特征的图像信息进行分析和处理，包括对有缺陷的待测产品进行统计和报警；

6)自动卸料系统启动，将检测完成的产品，自动卸料。

所述的微观表面缺陷全自动紫外光学检测方法，所述的步骤1)，其包括如下步骤：

分别设定自动上料系统、精密定位系统、紫外光学系统、显微视觉系统、图像采集系统、图像处理系统及自动卸料系统的运行参数。

所述的微观表面缺陷全自动紫外光学检测方法，所述的步骤5)，其包括如下步骤：

31)原始图像提取；

32)特征提取；

33)图像处理。

工作时，自动上料系统和精密定位系统将待检测的产品准确传送到显微视觉系统的工作区域内，通过紫外光学系统对产品的微观表面曲线特征进行照明，由于紫外光的波长短，紫外光学系统更适合高精度的光学检测；采用紫外光学系统和显微视觉系统，产品的微观表面质量缺陷特征得到明显体现，形成对比鲜明的图像，通过图像采集系统传送到图像处理系统，图像处理系统包括原始图像提取、特征提取和图像处理三个环节，通过图像处理系统可对表面质量缺陷的类型、范围、精度、速度等指标进行设置；检测完成后，由自动卸料系统将检测完成的产品输送到下一个环节，这样就完成一个产品的检测周期，实现微观表面缺陷全自动紫外光学检测。

根据本实用新型上述实施例所述，具备与本实施例相同或相似技术特征的检测系统，均在本实用新型保护范围内。

Claims (4)

1、一种微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统，其特征在于，其由依次连接的一自动上料系统、一精密定位系统、一紫外光学系统、一显微视觉系统、一图像采集系统、一图像处理系统及一自动卸料系统构成。

2、根据要求1所述的微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统，其特征在于：所述的精密定位系统包括驱动模块、运动控制模块、位置信息反馈模块，其中运动控制模块中设置有运动速度、范围、步进距离参数调节单元。

3、根据要求1所述的微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统，其特征在于：所述的紫外光学系统，包括紫外光线发射模块、散热模块、光线角度调整模块和亮度调整模块。

4、根据要求1所述的微观表面缺陷全自动紫外光学检测系统，其特征在于：所述的显微视觉系统包括一可将表面的质量缺陷特征放大的显微放大模块，及一可采集的图像信息并将其传输到图像处理系统进行图像分析的紫外光摄像机。

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