CN209858411U - 一种插针网格阵列芯片外观检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种插针网格阵列芯片外观检测系统，包括主框架和摄像部件。通过一组摄相机加镜头，调节摄像机安装架与主支撑板的夹角，配合光源就实现了对插针网格阵列芯片外观的检测，根据图像处理算法，获取芯片上所有插针针尖特征位置，并进行计算，可以得出插针针尖特征是否有缺失、偏移和高低不一致的缺陷，再获取芯片边缘区域，检测是否有基板上油墨的损坏。通过计算机视觉算法，检测芯片外观的二维缺陷和三维缺陷。该系统既能够节约硬件成本，也能够节省安装空间。

Description

一种插针网格阵列芯片外观检测系统

技术领域

本发明涉及芯片检测领域，尤其涉及一种插针网格阵列芯片外观检测系统。

背景技术

在插针网格阵列芯片器件的生产过程中，芯片外观缺陷的检测是其中必不可少的一个环节，其外观缺陷检测包括芯片插针针尖特征是否有缺失，针尖特征是否出现了偏移，针尖的高低不一致等缺陷，而上述的缺陷会直接影响到芯片产品的质量。目前插针网格阵列芯片器件的外观质量检测主要采用的是人工目检的方法，但人工目检的方法存在有检测速度慢、检测精度较低以及检测人员的主观因素对检测影响过大的问题，这些问题在一定程度上制约了芯片生产行业的发展。因此，需要有一种可以实现芯片外观检测智能化、自动化的方法，以提高芯片外观检测的精度和效益，降低生产的成本，提高生产效率。

插针网格阵列芯片在完成封装之后，为了判断芯片是否为合格产品，需要对芯片的外观进行检测，检测芯片外观的二维缺陷和三维缺陷，避免不合格产品流入市场。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种通过一组摄相机加镜头，调节摄像机安装架与主支撑板的夹角，配合光源实现对插针网格阵列芯片外观的二维和三维缺陷的检测，能够节约硬件成本，节省安装空间，同时可以实现芯片外观检测智能化和自动化，提高芯片外观检测的精度和效益，降低生产的成本，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种插针网格阵列芯片外观检测系统，包括主框架和摄像部件，所述主框架包括摄像机安装架、镜头安装架、主支撑板、高角度光源安装板和低角度光源安装板，所述摄像机安装架和高角度光源安装板位于主支撑板上，主支撑板作为其他部件的安装支撑，起到了机架的作用，所述摄像部件包括低角度光源、高角度光源、低畸变镜头和高解析度摄像机，所述低角度光源位于低角度光源安装板上，安装在低角度安装板上，为拍摄照片做准备，所述高角度光源位于高角度光源安装板上，安装在高角度安装板上，为拍摄照片做准备，所述低畸变镜头位于镜头安装架上，安装完成后与镜头安装架的位置保持不变，所述高解析度摄像机位于摄像机安装架上，安装完成后与摄像机安装架的位置保持不变。

作为优选，所述摄像机安装架与主支撑板的夹角可以根据需要调节，所述夹角的调节范围为0度～90度。摄像机安装架连接在外接的调节板上，并且与调节板固定为一体，两者同步转动，调节的旋转中心位于高角度光源安装板之上，然后通过调节的手柄进行角度的调节；摄像机安装架倾斜的时候，可以对插针网格阵列芯片进行非垂直拍摄影像，影像中的插针针尖特征与插针基座特征会分离，便于检测芯片是否有缺陷，摄像机安装架调节为竖直且摄像机镜头朝上时，可以对插针网格阵列芯片进行垂直拍摄影像，影像中插针针尖特征与插针基座特征重叠，便于检测插针是否有缺陷。

作为优选，所述摄像机安装架与主支撑板的夹角在60度～80度之间最佳。摄像机对芯片进行影像拍摄时，合适的角度有利于芯片缺陷的识别。

作为优选，所述镜头安装架设置在摄像机安装架上。摄像机安装架的角度可以根据需要调节，镜头安装架安装完成后，镜头安装架会跟随摄像机安装架转动。

作为优选，所述低角度光源安装板设置在高角度光源安装板上。

作为优选，所述低角度光源对插针网格阵列芯片进行垂直照明。起到照亮芯片的基板边和角特征的作用，为后续步骤摄像设备对芯片进行拍摄做准备。

作为优选，所述高角度光源对插针网格阵列芯片进行垂直照明。起到照亮芯片引脚顶端特征的作用，为后续步骤摄像设备对芯片进行拍摄做准备。

作为优选，所述低畸变镜头和高解析度摄像机对插针网格阵列芯片进行非垂直角度拍摄，将插针网格阵列芯片的边、角特征和引脚顶端特征转换成照片。通过标准标定板对摄像机进行标定，把影像和芯片实际尺寸进行转换，然后根据芯片的图纸画出插针的布局，通过图像处理算法，获取芯片在摄像机视野中的位置，然后根据芯片的位置和插针布局，可以算出每个插针针尖特征的位置，根据图像处理算法，获取芯片上所有插针针尖特征位置，并进行计算，得出插针针尖特征是否有缺失、偏移和高低不一致的缺陷，最后再获取芯片边缘区域，检测是否有基板上油墨的损坏，通过计算机视觉算法，检测芯片外观的二维缺陷和三维缺陷。

本发明具备的有益技术效果是：通过一组摄相机加镜头，调节摄像机安装架与主支撑板的夹角，配合光源实现对插针网格阵列芯片外观的二维和三维缺陷的检测，能够节约硬件成本，节省安装空间，同时可以实现芯片外观检测智能化和自动化，提高芯片外观检测的精度和效益，降低生产的成本，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构的主视图；

图2是本发明的整体结构的左视图；

图3为本发明芯片图像拍摄流程图；

图4为本发明芯片图像处理流程图；

图5为本发明芯片引脚缺陷判断流程图；

图6为本发明引脚不良及芯片表面质量判断流程图；

图中：低角度光源10、高角度光源20、低畸变镜头30、高解析度摄像机40、摄像机安装板50、镜头安装板60、主支撑板70、高角度光源安装板80、低角度光源安装板90、插针网格阵列芯片100。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

如图1～图2所示，一种插针网格阵列芯片外观检测系统，包括主框架和摄像部件，所述主框架包括摄像机安装架、镜头安装架、主支撑板、高角度光源安装板和低角度光源安装板，所述摄像机安装架和高角度光源安装板位于主支撑板上，主支撑板作为其他部件的安装支撑，起到了机架的作用，所述摄像部件包括低角度光源、高角度光源、低畸变镜头和高解析度摄像机，所述低角度光源位于低角度光源安装板上，安装在低角度安装板上，为拍摄照片做准备，所述高角度光源位于高角度光源安装板上，安装在高角度安装板上，为拍摄照片做准备，所述低畸变镜头位于镜头安装架上，安装完成后与镜头安装架的位置保持不变，所述高解析度摄像机位于摄像机安装架上，安装完成后与摄像机安装架的位置保持不变；所述摄像机安装架与主支撑板的夹角可以根据需要调节，所述夹角的调节范围为0度～90度。摄像机安装架连接在外接的调节板上，并且与调节板固定为一体，两者同步转动，调节的旋转中心位于高角度光源安装板之上，然后通过调节的手柄进行角度的调节，摄像机安装架倾斜的时候，可以对插针网格阵列芯片进行非垂直拍摄影像，影像中的插针针尖特征与插针基座特征会分离，便于检测芯片是否有缺陷，摄像机安装架调节为竖直且摄像机镜头朝上时，可以对插针网格阵列芯片进行垂直拍摄影像，影像中插针针尖特征与插针基座特征重叠，便于检测插针是否有缺陷；作为优选，所述摄像机安装架与主支撑板的夹角在60度～80度之间最佳。摄像机对芯片进行影像拍摄时，合适的角度有利于芯片缺陷的识别；所述镜头安装架设置在摄像机安装架上，摄像机安装架的角度可以根据需要调节，镜头安装架安装完成后，镜头安装架会跟随摄像机安装架转动；所述低角度光源安装板设置在高角度光源安装板上；所述低角度光源对插针网格阵列芯片进行垂直照明。起到照亮芯片的基板边和角特征的作用，为后续步骤摄像设备对芯片进行拍摄做准备；所述高角度光源对插针网格阵列芯片进行垂直照明，起到照亮芯片引脚顶端特征的作用，为后续步骤摄像设备对芯片进行拍摄做准备；所述低畸变镜头和高解析度摄像机对插针网格阵列芯片进行非垂直角度拍摄，将插针网格阵列芯片的边、角特征和引脚顶端特征转换成照片。通过标准标定板对摄像机进行标定，把影像和芯片实际尺寸进行转换，然后根据芯片的图纸画出插针的布局，通过图像处理算法，获取芯片在摄像机视野中的位置，然后根据芯片的位置和插针布局，可以算出每个插针针尖特征的位置，根据图像处理算法，获取芯片上所有插针针尖特征位置，并进行计算，得出插针针尖特征是否有缺失、偏移和高低不一致的缺陷，最后再获取芯片边缘区域，检测是否有基板上油墨的损坏，通过计算机视觉算法，检测芯片外观的二维缺陷和三维缺陷。

如图3～图6所示，其中图3为芯片图像拍摄流程图，首先开始进入图片拍摄流程图，进入流程之后，首先需要判断是否有芯片的标定数据，如果没有标定数据则需要拍摄标定板图像8次，拍摄完成之后调用图像用标定算法进行标定，有芯片的标定数据之后通过上位机启动指令发送命令给光源控制器，收到反馈之后拍摄第一张图片为图像1，发送命令给光源控制器，收到反馈之后拍摄第二张图像，依次类推，直到拍摄第四张图像为止；图4为图像处理流程图，首先需要判断拍摄的图像是否符合算法要求，若不符合算法要求则为芯片边缘不良缺陷，将符合算法要求的图像经过二值化处理、填充和扩充，然后获取图像的边缘，读取图纸文件和布局数据，通过对比布局数据和图像边缘去获取引脚标准位置；图5为引脚缺陷判断流程图，先将图像引脚合并，然后将合并的引脚位置与标准的位置进行对比，对于单个引脚而言，如果只有一个引脚则引脚正常，若不是只有一个引脚则为引脚缺失，引脚正常后测算相邻引脚的距离，比较布局中的标准距离，如果距离符合要求则引脚正常；图6为引脚不良及芯片表面判断流程图，先寻找多个引脚，根据标定数据计算相邻引脚间距，然后与布局图中距离相减，若小于设定公差则引脚正常，然后提取图像4油墨表面高灰度值像素面积，若其小于设定的公差，则芯片的表面是合格的，若表面和引脚都符合要求，则芯片合格，流程结束。

本发明通过一组摄相机加镜头，调节摄像机安装架与主支撑板的夹角，配合光源实现对插针网格阵列芯片外观的二维和三维缺陷的检测，能够节约硬件成本，节省安装空间，同时可以实现芯片外观检测智能化和自动化，提高芯片外观检测的精度和效益，降低生产的成本，提高生产效率。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种插针网格阵列芯片外观检测系统，其特征在于，包括主框架和摄像部件，所述主框架包括摄像机安装架（50）、镜头安装架（60）、主支撑板（70）、高角度光源安装板（80）和低角度光源安装板（90），所述摄像机安装架和高角度光源安装板位于主支撑板上，所述摄像部件包括低角度光源（10）、高角度光源（20）、低畸变镜头（30）和高解析度摄像机（40），所述低角度光源位于低角度光源安装板上，所述高角度光源位于高角度光源安装板上，所述低畸变镜头位于镜头安装架上，所述高解析度摄像机位于摄像机安装架上。

2.根据权利要求1所述的一种插针网格阵列芯片外观检测系统，其特征在于，所述摄像机安装架与主支撑板的夹角可以根据需要调节，所述夹角的调节范围为0度～90度。

3.根据权利要求2所述的一种插针网格阵列芯片外观检测系统，其特征在于，所述摄像机安装架与主支撑板的夹角在60度～80度之间最佳。

4.根据权利要求1所述的一种插针网格阵列芯片外观检测系统，其特征在于，所述镜头安装架设置在摄像机安装架上。

5.根据权利要求1所述的一种插针网格阵列芯片外观检测系统，其特征在于，所述低角度光源安装板设置在设置在高角度光源安装板上。

6.根据权利要求1所述的一种插针网格阵列芯片外观检测系统，其特征在于，所述低角度光源对插针网格阵列芯片（100）进行垂直照明，照亮芯片的基板边和角特征。

7.根据权利要求1所述的一种插针网格阵列芯片外观检测系统，其特征在于，所述高角度光源对插针网格阵列芯片（100）进行垂直照明，照亮芯片引脚顶端特征。

8.根据权利要求1所述的一种插针网格阵列芯片外观检测系统，其特征在于，所述低畸变镜头和高解析度摄像机对插针网格阵列芯片（100）进行非垂直角度拍摄，将插针网格阵列芯片的边、角特征和引脚顶端特征转换成照片。