基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】一種基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置，包括載物平臺(tái)、XYZ線性模組、工業(yè)相機(jī)、光源系統(tǒng)和針腳傾斜缺陷檢測(cè)器，待檢測(cè)電路板放置在載物平臺(tái)上，工業(yè)相機(jī)安裝在XYZ線性模組的Z軸直線滑臺(tái)上，XYZ線性模組安裝在載物平臺(tái)的上方，光源系統(tǒng)與工業(yè)相機(jī)配合完成對(duì)待檢測(cè)元器件的圖像采集工作；工業(yè)相機(jī)通過數(shù)據(jù)線傳輸給針腳傾斜缺陷檢測(cè)器，針腳傾斜缺陷檢測(cè)器包括用于采集待檢測(cè)電路板圖像的圖像采集模塊，以及用于檢測(cè)針腳目標(biāo)區(qū)域的單個(gè)針腳與相鄰針腳的間距，如果間距與正常針腳間距的差值大于預(yù)設(shè)閾值則判斷該元器件存在傾斜的針腳圖像處理模塊，圖像采集模塊與的針腳圖像處理模塊連接。本實(shí)用新型有效適用于多排針器件檢測(cè)。
【專利說明】
基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電路板針腳傾斜缺陷檢測(cè)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種基于機(jī)器視覺的電路板針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)電子設(shè)備的需求不斷的增加，由此而衍生出對(duì)快速、高效的生產(chǎn)集成電路的要求。在快速生產(chǎn)集成電路的過程中非常容易因?yàn)槟承┩庠诘囊蛩囟鴮?dǎo)致元器件的針腳傾斜，若集成電路板上的針腳存在這種缺陷，將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品不能使用或者影響使用壽命，因此，在集成電路的生產(chǎn)過程中，對(duì)針腳的傾斜缺陷檢測(cè)顯得尤為必要。
[0003]目前企業(yè)在進(jìn)行電路板元器件的針腳傾斜缺陷檢測(cè)主要采用人工目測(cè)方式，該方式不僅存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的問題，而且工作人員在長時(shí)間高強(qiáng)度的工作中極容易出現(xiàn)疏漏，從而影響針腳傾斜缺陷檢測(cè)的最終結(jié)果。目前也有少許采用數(shù)字圖像處理的方式來取代人工方式進(jìn)行針腳檢測(cè)的方法，但主要還是針對(duì)單排或雙排針腳的元器件，從針腳側(cè)面采集圖像，通過圖像處理技術(shù)測(cè)量針腳的腳間間距、缺腳和歪腳等現(xiàn)象，但這種方式完全無法用于具有多排針腳的電子元器件的針腳檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有電路板元器件的針腳傾斜缺陷檢測(cè)方式的無法適用于多排針器件檢測(cè)的不足，本實(shí)用新型提供一種有效適用于多排針器件檢測(cè)的基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置，包括載物平臺(tái)、XYZ線性模組、工業(yè)相機(jī)、光源系統(tǒng)和針腳傾斜缺陷檢測(cè)器，待檢測(cè)電路板放置在所述載物平臺(tái)上，所述工業(yè)相機(jī)安裝在所述XYZ線性模組的Z軸直線滑臺(tái)上，所述XYZ線性模組安裝在所述載物平臺(tái)的上方，所述光源系統(tǒng)與工業(yè)相機(jī)配合完成對(duì)待檢測(cè)元器件的圖像采集工作;所述工業(yè)相機(jī)通過數(shù)據(jù)線傳輸給針腳傾斜缺陷檢測(cè)器，所述針腳傾斜缺陷檢測(cè)器包括用于采集待檢測(cè)電路板圖像的圖像采集模塊，以及用于檢測(cè)針腳目標(biāo)區(qū)域的單個(gè)針腳與相鄰針腳的間距，如果間距與正常針腳間距的差值大于預(yù)設(shè)閾值則判斷該元器件存在傾斜的針腳圖像處理模塊，所述圖像采集模塊與所述的針腳圖像處理模塊連接。
[0007]進(jìn)一步，所述工業(yè)相機(jī)與所述光源系統(tǒng)固定在一起，所述光源系統(tǒng)包括分別位于所述工業(yè)相機(jī)前后左右四個(gè)方向上的四個(gè)條形光源。
[0008]再進(jìn)一步，所述裝置還包括用于快速夾緊待檢測(cè)電路板的快速夾具，所述快速夾具安裝在所述載物平臺(tái)上。
[0009]更進(jìn)一步，所述載物平臺(tái)有兩個(gè)供待檢測(cè)電路板放置的槽位。
[0010]所述XYZ線性模組包括X軸直線滑臺(tái)、Y軸直線滑臺(tái)和Z軸直線滑臺(tái)，所述Z軸直線滑臺(tái)安裝在X軸直線滑臺(tái)上，所述X軸直線滑臺(tái)安裝在Y軸直線滑臺(tái)上，所述Y軸直線滑臺(tái)安裝在所述載物平臺(tái)上。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:結(jié)構(gòu)簡單緊湊，生產(chǎn)成本低，靈活性強(qiáng)，能夠適應(yīng)多排針腳的元器件針腳傾斜缺陷檢測(cè);本實(shí)用新型的工業(yè)相機(jī)和光源系統(tǒng)可以在XYZ軸三個(gè)方向上靈活移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同高度位置時(shí)待檢測(cè)元器件的圖像采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)同一電路板上多個(gè)待檢測(cè)元器件的單獨(dú)檢測(cè)。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本實(shí)用新型所述裝置的快速夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本實(shí)用新型所述裝置的工業(yè)相機(jī)和光源系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是本實(shí)用新型的處理流程示意圖。
[0016]圖5是針腳傾斜缺陷檢測(cè)方法的流程圖。
[0017]圖6是待檢測(cè)元器件的目標(biāo)區(qū)域二值化圖像的示意圖。
[0018]圖7是二值化圖像進(jìn)行去噪處理的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0020]參照?qǐng)D1?圖7，一種基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置，包括載物平臺(tái)1、快速夾具2、XYZ線性模組3、工業(yè)相機(jī)4、光源系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，待檢測(cè)元器件放置在所述載物平臺(tái)I上，通過所述快速夾具2可以實(shí)現(xiàn)待檢測(cè)元器件的快速裝夾，所述XYZ線性模組3固定在載物平臺(tái)I的上方，所述工業(yè)相機(jī)4安裝在所述XYZ線性模組3的Z軸的直線滑臺(tái)上，所述光源系統(tǒng)包括分別位于圖3所示所述工業(yè)相機(jī)4的1、2、3、4四個(gè)位置上的四個(gè)條形光源5，所述光源系統(tǒng)與工業(yè)相機(jī)4配合完成對(duì)待檢測(cè)元器件的圖像檢測(cè)工作;所述光源系統(tǒng)的四個(gè)條形光源5同一時(shí)刻僅開啟一個(gè)，通過依次打開四個(gè)條形光源5并利用工業(yè)相機(jī)4進(jìn)行四次拍攝，并將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳輸給計(jì)算機(jī)，最終由計(jì)算機(jī)采用針腳傾斜檢測(cè)程序?qū)?shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;若四次拍攝中任意一次檢測(cè)到存在傾斜針腳則判定待檢測(cè)元器件存在缺陷;若四次拍攝中均未檢測(cè)到存在傾斜針腳則判定待檢測(cè)元器件不存在缺陷。
[0021]所述載物平臺(tái)I有兩個(gè)槽位，一次工作可以同時(shí)裝夾兩塊電路板，將兩塊電路板放置在槽位上，通過所述快速夾具2推動(dòng)夾緊推板將電路板夾緊固定。
[0022]所述XYZ線性模組3固定在載物平臺(tái)I的上方，所述工業(yè)相機(jī)4與所述光源系統(tǒng)固定在一起，安裝在所述XYZ線性模組3的Z軸的直線滑臺(tái)上，Z軸直線滑臺(tái)上電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)相機(jī)的上下移動(dòng)，以采集處于不同高度的待檢測(cè)元器件清晰的原始數(shù)據(jù)圖像。所述XYZ線性模組3的X軸直線滑臺(tái)上電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)相機(jī)的左右移動(dòng)，Y軸直線滑臺(tái)上電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)相機(jī)的前后移動(dòng)，X軸和Y軸電機(jī)的聯(lián)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)相機(jī)在水平面方向的任意移動(dòng)，使得所述工業(yè)相機(jī)4和光源系統(tǒng)位于待檢測(cè)元器件中心的正上方，從而實(shí)現(xiàn)電路板上多個(gè)待檢測(cè)元器件的依次單獨(dú)檢測(cè)。
[0023]所述光源系統(tǒng)的四個(gè)條形光源5以圖3所示1、2、3、4的順序依次打開，配合所述工業(yè)相機(jī)4完成待檢測(cè)元器件四次圖像的采集。
[0024]所述針腳傾斜檢測(cè)器啟動(dòng)之前，電路板上待檢測(cè)元器件的位置、尺寸以及正常針腳間距要輸入程序。電路板上待檢測(cè)元器件的位置信息根據(jù)電路板的設(shè)計(jì)圖可以獲取，尺寸和正常針腳間距通過初始的標(biāo)定過程獲取。最終可以記錄下待檢測(cè)電路板的元器件位置，以及相關(guān)位置的元器件尺寸、正常針腳間距信息。
[0025]所述針腳傾斜檢測(cè)器的檢測(cè)過程包括以下步驟:
[0026]步驟SlOO:接收待檢測(cè)元器件的圖像；
[0027]步驟SlOl:根據(jù)已知的待檢測(cè)元器件尺寸，獲取電路板上待檢測(cè)元器件的目標(biāo)區(qū)域以及正常針腳間距，預(yù)設(shè)間距閾值;采用一維最大熵法獲取待檢測(cè)元器件的目標(biāo)區(qū)域二值化圖像，如圖6;
[0028]步驟S102:對(duì)步驟SlOl得到的二值化圖像進(jìn)行去噪處理，將圖像中白色連通區(qū)域面積小于閾值的區(qū)域像素值設(shè)置為O，如圖7;
[0029]步驟S103:從左上角的針腳開始，獲取該針腳與右邊相鄰針腳的水平間距，與下邊相鄰針腳的垂直間距。
[0030]步驟S104:判斷步驟103測(cè)得的水平間距和垂直間距與正常間距的差值是否均小于預(yù)設(shè)間距閾值(取正常間距的10%);
[0031]步驟S105:若步驟S104的判斷結(jié)果為否(即判定水平與垂直間距不正常)，判定該元器件存在傾斜針腳;否則執(zhí)行步驟S106;
[0032]步驟S106:判斷是否存在下一針腳，如否則結(jié)束，否則檢測(cè)下一針腳，執(zhí)行步驟S103o
[0033]結(jié)合附圖4對(duì)本實(shí)用新型的處理流程做進(jìn)一步的詳述:
[0034]1.標(biāo)定過程獲取電路板上待檢測(cè)元器件的位置、尺寸以及正常針腳間距，并將這些信息輸入到所述計(jì)算機(jī)控制程序。
[0035]2.將待檢測(cè)電路板放置在所述載物平臺(tái)的固定位置上，使用快速夾具快速夾緊待檢測(cè)電路板，啟動(dòng)程序。
[0036]3.根據(jù)已知的待檢測(cè)元器件位置，控制所述工業(yè)相機(jī)和光源系統(tǒng)水平移動(dòng)至第一個(gè)待檢測(cè)元器件的坐標(biāo)位置。
[0037]4.如圖3位置I處的條形光源首先打開，配合所述工業(yè)相機(jī)采集待檢測(cè)元器件的第一張圖像。
[0038]5.計(jì)算機(jī)程序計(jì)數(shù)清零。
[0039]6.所述計(jì)算機(jī)獲取采集到的圖像。
[0040]7.所述計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)并輸出相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果，針腳傾斜檢測(cè)程序流程參照?qǐng)D5，計(jì)數(shù)加I，輸出檢測(cè)結(jié)果。
[0041 ] 8.判斷檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)結(jié)果為不合格元器件則判定元器件不合格，執(zhí)行第11步，否則執(zhí)行第9步。
[0042]9.判斷計(jì)數(shù)是否等于4，判斷結(jié)果為是，則判定元器件合格，執(zhí)行第11步，否則執(zhí)行第10步。
[0043]10.按如圖3順序打開下一個(gè)條形光源，采集第一個(gè)待檢測(cè)元器件的下一張圖像，執(zhí)行第7步。
[0044]11.將所述工業(yè)相機(jī)和所述光源系統(tǒng)水平移動(dòng)至下一個(gè)待檢測(cè)元器件的坐標(biāo)位置。返回第4步，直到完成對(duì)電路板上所有的待檢測(cè)元器件的檢測(cè)。
[0045]上述實(shí)施例只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本實(shí)用新型專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)裝置包括載物平臺(tái)、XYZ線性模組、工業(yè)相機(jī)、光源系統(tǒng)和針腳傾斜缺陷檢測(cè)器，待檢測(cè)電路板放置在所述載物平臺(tái)上，所述工業(yè)相機(jī)安裝在所述XYZ線性模組的Z軸直線滑臺(tái)上，所述XYZ線性模組安裝在所述載物平臺(tái)的上方，所述光源系統(tǒng)與工業(yè)相機(jī)配合完成對(duì)待檢測(cè)元器件的圖像采集工作;所述工業(yè)相機(jī)通過數(shù)據(jù)線傳輸給針腳傾斜缺陷檢測(cè)器，所述針腳傾斜缺陷檢測(cè)器包括用于采集待檢測(cè)電路板圖像的圖像采集模塊，以及用于檢測(cè)針腳目標(biāo)區(qū)域的單個(gè)針腳與相鄰針腳的間距，如果間距與正常針腳間距的差值大于預(yù)設(shè)閾值則判斷該元器件存在傾斜的針腳圖像處理模塊，所述圖像采集模塊與所述的針腳圖像處理模塊連接。2.如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述工業(yè)相機(jī)與所述光源系統(tǒng)固定在一起，所述光源系統(tǒng)包括分別位于所述工業(yè)相機(jī)前后左右四個(gè)方向上的四個(gè)條形光源。3.如權(quán)利要求1或2所述的基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述裝置還包括用于快速夾緊待檢測(cè)電路板的快速夾具，所述快速夾具安裝在所述載物平臺(tái)上。4.如權(quán)利要求1或2所述的基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述載物平臺(tái)有兩個(gè)供待檢測(cè)電路板放置的槽位。5.如權(quán)利要求1或2所述的基于機(jī)器視覺的針腳傾斜缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于:所述XYZ線性模組包括X軸直線滑臺(tái)、Y軸直線滑臺(tái)和Z軸直線滑臺(tái)，所述Z軸直線滑臺(tái)安裝在X軸直線滑臺(tái)上，所述X軸直線滑臺(tái)安裝在Y軸直線滑臺(tái)上，所述Y軸直線滑臺(tái)安裝在所述載物平臺(tái)上。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK205484096SQ201620087650
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日
【發(fā)明人】楊慶華, 賈咪咪, 韓洪志, 荀, 荀一, 鮑官軍
【申請(qǐng)人】浙江工業(yè)大學(xué)