專利名稱：Ic芯片引腳共面性檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子集成電路模塊的檢測設(shè)備，特別是ic芯片引腳共面性檢測設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著電子信息工業(yè)的迅速發(fā)展，在電子集成電路器件生產(chǎn)的流水線上，產(chǎn)品性能檢測是一
項重要的工序，特別是SQ型IC芯片在進行表面貼裝時，貼裝工藝對引腳的共面性提出了相 當(dāng)高的要求。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，目前國際上有生產(chǎn)類似檢測儀器的廠家，但只具有20腳、28mm 以內(nèi)的芯片的大視場檢測的儀器，而在國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)具有生產(chǎn)此類產(chǎn)品設(shè)備的生產(chǎn)廠家，以 日本同類產(chǎn)品為代表，其檢測儀器具有計算機識別、圖像采集和光源照明系統(tǒng)，其檢測方法 是通過物鏡景深效應(yīng)及其成像清晰度來判斷IC芯片是否合格，這種方法的缺點如下
1、 檢測速度慢，因需要控制好物鏡的景深值O.lmm,則物鏡的視場不宜過大，過大會導(dǎo) 致像差大，尤其是軸外像差難以消除，從而很難保證景深0.1mm，故無法一次性檢測28個以 上的引腳，最終導(dǎo)致檢測速度慢， 一個芯片分四段進行檢測，其檢測一個芯片時間約需要8 秒；
2、 芯片生產(chǎn)成本大，因其設(shè)備是將芯片的頂面作為基準面.，引腳朝上，平放在設(shè)備的檢 測平臺上，為了保證檢測的平穩(wěn)性，就必須保證頂面的加工平面度，以及與引腳底面的平行 度，這樣會對芯片本身的加工質(zhì)量提出更高的要求，從而導(dǎo)致芯片生產(chǎn)成本的增加；
3、 物鏡制造成本高，因物鏡景深值的精度要求很高，會使物鏡結(jié)構(gòu)變得很復(fù)雜，從而加 工成本很高；
4、 設(shè)備價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，公開一種結(jié)構(gòu)新穎、價格便宜、能快速檢 測IC芯片引腳共面性，避免規(guī)模生產(chǎn)時發(fā)生不良焊接的一種IC芯片引腳共面性檢測儀。
本發(fā)明包括圖像采集系統(tǒng)和自動識別軟件系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是它還設(shè)置有包括芯 片進料定位機構(gòu)、光路切換機構(gòu)和電機控制機構(gòu)三部分的機電控制系統(tǒng)，光學(xué)圖像采集系統(tǒng) 為左右對稱的雙光路結(jié)構(gòu)，機電控制系統(tǒng)分別與光學(xué)圖像采集系統(tǒng)和計算機識別系統(tǒng)連接。
所述的芯片進料定位機構(gòu)置于檢測儀主支撐架的中部和半反半透鏡之間，由芯片支撐架、 左芯片固定壓條、右芯片固定壓條、芯片定位板和定位珠組成，在芯片定位板的中部開設(shè)一 個通孔，定位珠設(shè)置在該通孔中，左芯片固定壓條和右芯片固定壓條對應(yīng)于被檢測芯片的尺 寸，分別配裝在芯片定位板的下方和芯片支撐架的左、右端面上。
所述的光路切換機構(gòu)包括推拉棱鏡裝置和滑動裝置，推拉棱鏡裝置由直線電機、推拉棱鏡 推桿、推拉棱鏡底板、推拉棱鏡座、芯片推桿、傳感器和左、右推拉棱鏡以及左、右行程控 制桿組成，推拉棱鏡底板右側(cè)的下面固定在導(dǎo)軌滑動體上，右側(cè)的上面與推拉棱鏡座鏈接， 右推拉直角棱鏡、左推拉直角棱鏡固定在推拉棱鏡底板與推拉棱鏡座所圍著的空隙中(兩棱 鏡的反射面方向相反)；推拉棱鏡底板中部的長槽中分別固定著左行程控制桿、右行程控制桿、
3推拉棱鏡底板左側(cè)端面與固定在電機支撐座上的直線電機相連，推拉棱鏡底板左側(cè)下面與芯 片推桿相連，傳感器固定架的左端固定在電機支撐座的頂端，傳感器固定架的右側(cè)兩端各固 定在左右的主支撐架的頂部，傳感器固定在傳感器固定架的中部。
滑動裝置包括支撐塊、導(dǎo)軌基座、滑軌座和導(dǎo)軌滑動體，支撐塊固定在主支撐架上，滑軌 座固定在支撐塊的中部，左右各一導(dǎo)軌基座固定在滑軌座上，兩導(dǎo)軌基座中間夾著導(dǎo)軌滑動 體，并在接觸的面上填滿滾珠，可使導(dǎo)軌滑動體在兩導(dǎo)軌基座中間來回的自由的往復(fù)運動。
所述的電機控制機構(gòu)，其電控柜設(shè)置在主支撐架旁，在電控柜中設(shè)置有單片機，該單片機 通過導(dǎo)線與直線電機連接。
所述的左右對稱的雙光路機構(gòu)，即在芯片定位機構(gòu)的左右兩邊對稱設(shè)置有光源箱、三片聚 光鏡、光瀾和半反半透鏡，在主支撐架的頂端內(nèi)面設(shè)置有與半反半透鏡相對的兩個直角棱鏡， 直角棱鏡設(shè)置在直角棱鏡座中，推拉棱鏡亦為兩個并排反射面相反，反射面與直角棱鏡相對， 推拉棱鏡設(shè)置在推拉棱鏡座中，推拉棱鏡座設(shè)置在滑動裝置上，推拉直角棱鏡將光信號反射 在其垂直上方的物鏡及CCD中成像。工作時，鎢燈發(fā)出的光線依次通過三片聚光鏡(聚光鏡 固定在主支撐架上)、光瀾、半反半透鏡后，直射在檢測芯片引腳及芯片支撐架上，經(jīng)該表面 發(fā)射后，直射在半反半透鏡的反射面上，將光線反射到位于半反半透鏡垂直上方的直角棱鏡 上(直角棱鏡固定在直角棱鏡座上，直角棱鏡座固定在主支撐架上)，然后該直角棱鏡將光線 反射到與該棱鏡成水平方向，且安放在推拉棱鏡座中，反射面與之相對的右推拉直角棱鏡上， 最后由該棱鏡將光線反射到位于其垂直上方的CCD進行成像。在整個光路中CCD每次只能 對其中一側(cè)引腳的光信號進行成像，而兩路光信號的切換的是安放在推拉棱鏡座和推拉棱鏡 底板中兩個反射面相反且并排放置的直角棱鏡(右推拉直角棱鏡、左推拉直角棱鏡)，加上通 過電機對推拉棱鏡底板的往復(fù)控制來實現(xiàn)兩路光信號切換。
整個檢測設(shè)備運行過程說明如下-
當(dāng)直線電機向前推進時，檢測芯片和安裝在推拉棱鏡底板與推拉棱鏡座所圍繞著的空隙中 右推拉直角棱鏡、左推拉直角棱鏡一起向前運動，直到左行程控制桿接觸到傳感器的檢測區(qū) 域，傳感器發(fā)送信號給單片機，單片機控制電機停止，此時左推拉直角棱鏡將檢測芯片左側(cè) 檢測光信號通過物鏡傳遞給CCD成像，待軟件處理后，PC機通知單片機左側(cè)檢測完絲，單 片機控制直線電機往后運動，此時安裝在推拉棱鏡底板與推拉棱鏡座所圍繞著的空隙中右推 拉直角棱鏡、左推拉直角棱鏡一起往后運動(檢測芯片停留在檢測位置)，直到右行程控制桿 接觸到傳感器的檢測區(qū)域后，傳感器發(fā)送信號給單片機，單片機控制電機停止，此時右推拉 直角棱鏡將檢測芯片右側(cè)檢測光信號通過物鏡傳遞給CCD成像，待軟件處理后將芯片檢測結(jié) 果顯示到屏幕上，即完成了一片檢測芯片的檢測，該結(jié)構(gòu)在直線電機一次往返條件下，成功 實現(xiàn)了進料和兩側(cè)芯片引腳的檢測。
本發(fā)明的優(yōu)點是
1、檢測速度快，由于在整個光路中CCD每次只能對其中一側(cè)引腳的光信號進行成像，而 兩路光信號的切換的是安放在推拉棱鏡座和推拉棱鏡底板中兩個反射面相反且縱向置放的直 角棱鏡，因此在0 3秒內(nèi)可完成一個IC芯片的檢測2、 合格率高，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過光學(xué)系統(tǒng)在CCD攝像機中的成像，再由軟件 判斷成像中IC芯片引腳與基準面的距離，從而判斷該芯片是否合格；
3、 設(shè)備成本低，由于不用物鏡景深效應(yīng)及其成像清晰度來判斷IC芯片是否合格，降低了 物鏡制造成本；
4、 本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎，占地面積小，易安裝、易操作。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明機電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi).芯片支撐架 2.左芯片固定壓條片3.右芯片固定壓條 4.芯片定位板 5.定位珠 6.照明光源箱 7.三片式聚光鏡 8.光瀾 9.半反半透鏡 10.主支撐架 ll.支撐塊12.滑軌座13.導(dǎo)軌基座14.導(dǎo)軌滑動體15.推拉棱鏡底板16.直角棱鏡座 17.直角棱鏡 18.推拉棱鏡座 19.右推拉直角棱鏡 20.左推拉直角棱鏡 21.芯片推桿 22.直線電機 23.傳感器固定架 24.傳感器 25.左行程控制桿 26.右行程控制桿 '27.檢測芯片28.電機支撐座
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一歩說明。
參照圖l、圖2，本發(fā)明由機電控制系統(tǒng)、光學(xué)圖像采集系統(tǒng)和自動識別系統(tǒng)組成，機電 控制系統(tǒng)分別與光學(xué)圖像采集系統(tǒng)和自動識別系統(tǒng)連接，光學(xué)圖像采集系統(tǒng)為對稱的雙光路 傳遞結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，光學(xué)圖像釆集系統(tǒng)包括照明光源箱6、三片聚光鏡7、光瀾S、半反半透鏡9 和設(shè)置在主支撐架10頂端內(nèi)面與半反半透鏡9相對的兩個直角棱鏡17。檢測時，照明光源 箱6的鎢燈發(fā)出的光線依次通過三片聚光鏡7 (聚光鏡7固定在主支撐架10上)、光瀾8、半 反半透鏡9后，直射在檢測芯片27引腳及芯片支撐架1上，經(jīng)該表面發(fā)射后，直射在半反半 透鏡9的發(fā)射面上，將光線反射到位于半反半透鏡9垂直上方的直角棱鏡17上(直角棱鏡 17固定直角棱鏡座16上，直角棱鏡座16固定在主支撐架IO上)，然后該直角棱鏡17將光 線反射到與該棱鏡成水平方向，且安放在推拉棱鏡座18中，反射面與之相對的右推拉直角棱 鏡19，最后由該棱鏡將光線反射到位于其垂直上方的CCD進行成像。在整個光路中CCD每 次只能對其中一側(cè)引腳的光信號進行成像，而兩路光信號的切換的是安放在推拉棱鏡座16和 推拉棱鏡底板15中兩個反射面相反且并排放置的右推拉直角棱鏡19、左推拉直角棱鏡20， 加上通過電機22對推拉棱鏡底板15的往復(fù)控制來實現(xiàn)兩路光信號切換。
如圖2所示，本發(fā)明機電控制系統(tǒng)包括芯片進料定位機構(gòu)、光路切換機構(gòu)和電機控制機構(gòu)， 各部分結(jié)構(gòu)分述如下
1、芯片進料定位機構(gòu)主要作用是將芯片進行定位。芯片進料定位機構(gòu)置于主支撐架10的 中部和半反半透鏡9之間，由芯片支撐架l、左芯片固定壓條2、右芯片固定壓條3、芯片定 位板4和定位珠5組成，在芯片定位板4的中部開設(shè)著一個通孔，定位珠5設(shè)置在該通孔中。 工作時，檢測芯片27引腳朝下平放在芯片支撐架1上的檢測位置，固定在芯片支撐架1上的左芯片固定壓條2和右芯片固定壓條3將檢測芯片27夾在中間，檢測芯片27可在中間按進 料方向前后滑動，固定在左芯片固定壓條2和右芯片固定壓條3上方芯片定位板4的頂部有 一定位珠5，用于對檢測芯片的進行定位。
2、光路切換機構(gòu)主要作用是將檢測芯片27左右兩路的光信號進行切換，先后次序傳遞給 物鏡和CCD進行光學(xué)成像，其結(jié)構(gòu)是支撐塊11固定在主支撐架10上，滑軌座12固定在 支撐塊ll的中部，左右各一導(dǎo)軌基座13固定在滑軌座12上，兩導(dǎo)軌基座13中間夾著導(dǎo)軌 滑動體14，并在接觸的面上填滿滾珠，可使導(dǎo)軌滑動體14在兩導(dǎo)軌基座13中間來回的自由 的往復(fù)運動。推拉棱鏡底板15右側(cè)的下面固定在導(dǎo)軌滑動體14上，右側(cè)的上面與推拉棱鏡 座18連接，右推拉直角棱鏡19、左推拉直角棱鏡20固定在推拉棱鏡底板15與推拉棱鏡座 18所圍著的空隙中(兩棱鏡的反射面方向相反)；推拉棱鏡底板15中部的長槽中分別固定了 左行程控制桿25、右行程控制桿26;推拉棱鏡底板15右側(cè)端面與固定在電機支撐座28上的 直線電機22相連，推拉棱鏡底板15右側(cè)下面與芯片推桿21相連，傳感器固定架23的左端 固定在電機支撐座28的頂端，傳感器固定架23的右側(cè)兩端各固定在左右的主支撐架10的頂 部；傳感器24固定在傳感器固定架23的中部。
整個檢測設(shè)備運行過程參照圖1、 2描述如下
當(dāng)直線電機22向前推進時，檢測芯片27和安裝在推拉棱鏡底板15與推拉棱鏡座18所圍 繞著的空隙中右推拉直角棱鏡19、左推拉直角棱鏡20—起向前運動，直到左行程控制桿25 接觸到傳感器24的檢測區(qū)域，傳感器24發(fā)送信號給單片機，單片機控制電機停止，此時左 推拉直角棱鏡20將檢測芯片27左側(cè)檢測光信號通過物鏡傳遞給CCD成像，待軟件處理后， PC機通知單片機左側(cè)檢測完畢，單片機控制直線電機22往后運動，此吋安裝在推拉棱鏡底 板15與推拉棱鏡座18所圍著的空隙中右推拉直角棱鏡19、左推拉直角棱鏡20 —起往后運 動(檢測芯片27停留在檢測位置)，直到右行程控制桿24接觸到傳感器24的檢測區(qū)域后， 傳感器24發(fā)送信號給單片機，單片機控制電機停止(圖5位置)，此時右推拉直角棱鏡19將 檢測芯片27右側(cè)檢測光信號通過物鏡傳遞給CCD成像，待軟件處理后將芯片檢測結(jié)果顯示 到屏幕上，即完成了一片檢測芯片27的檢測，該結(jié)構(gòu)在直線電機22—次往返條件下，成功 實現(xiàn)了進料和兩側(cè)芯片引腳的檢測。
權(quán)利要求
1、一種IC芯片引腳共面性檢測儀，包括光學(xué)圖像采集系統(tǒng)和自動識別軟件系統(tǒng)，其特征是該儀器還設(shè)置了包括芯片進料定位機構(gòu)、光路切換機構(gòu)和電機控制機構(gòu)的機電控制系統(tǒng)，光學(xué)圖像采集系統(tǒng)為左右對稱的雙光路傳遞結(jié)構(gòu)，機電控制系統(tǒng)分別與光學(xué)圖像采集系統(tǒng)和自動識別軟件系統(tǒng)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC芯片引腳共面性檢測儀，其特征是所述的芯片進料定位 機構(gòu)置于主支撐架(10)的中部和半反半透鏡(9)之間，由芯片支撐架(1)、左芯片固定壓條(2)、右芯片固定壓條(3)、芯片定位板(4)和定位珠(5)組成，在芯片定位板(4)的 中部開設(shè)著一個通孔，定位珠(5)設(shè)置在該通孔中，左芯片固定壓條(2)和右芯片固定壓 條(3)對應(yīng)于被檢測芯片(27)的尺寸，分別配裝在芯片定位板(4)的下方和芯片支撐架 (1)的左、右端面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC芯片引腳共面性檢測儀，其特征是所述的光路切換機構(gòu) 包括推拉棱鏡裝置和滑動裝置，推拉棱鏡裝置包括直線電機(22)、推拉棱鏡推桿、推拉棱鏡 底板(5)、推拉棱鏡座(8)、直角棱鏡(17)、芯片推桿(21)、傳感器(24)、左推拉棱鏡(20) 和右行程控制桿(26)，推拉棱鏡底板(15)左側(cè)的下面固定在導(dǎo)軌滑動體(14)上， 左側(cè)的上面與推拉棱鏡座(18)鏈接，右推拉直角棱鏡(19)、左推拉直角棱鏡(20)固定在 推拉棱鏡底板(15)與推拉棱鏡座(18)所圍著的空隙中，推拉棱鏡底板(15)中部的長槽 中分別固定了左行程控制桿(25)、右行程控制桿(26)、推拉棱鏡底板(15)右側(cè)端面與固 定在電機支撐座(28)上的直線電機(22)相連，推拉棱鏡底板(15)右側(cè)下面與芯片推桿(21) 相連，傳感器固定架(23)的左端固定在電機支撐座(28〉的頂端，傳感器固定架(23) 的右側(cè)兩端各固定在左右的主支撐架(10)的頂部，傳感器(24)固定在傳感器固定架(23) 的中部；滑動裝置包括支撐塊(11)、導(dǎo)軌基座(13)、滑軌座(12)和導(dǎo)軌滑動體(14)，支 撐塊(11)固定在主支撐架(10)上，滑軌座(12)固定在支撐塊(11)的中部，左右各一 導(dǎo)軌基座(13)固定在滑軌座(12)上，兩導(dǎo)軌基座(13)中間夾著導(dǎo)軌滑動體(14),并在 接觸的面上填滿滾珠，可使導(dǎo)軌滑動體(14)在兩導(dǎo)軌基座(13)中間來回的自由的往復(fù)運 動。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC芯片引腳共面性檢測儀，其特征是所述的光學(xué)圖像采集 系統(tǒng)為雙光路成像，在芯片定位機構(gòu)的左右兩邊對稱設(shè)置有照明光源箱(6)、三片聚光鏡(7)、 光瀾(8)和半反半透鏡(9)，在主支撐架(10)的頂端內(nèi)面設(shè)置有與半反半透鏡(9)相對 的兩個直角棱鏡(17)，直角棱鏡(17)設(shè)置在直角棱鏡座(16)中，左推拉棱鏡(20)和右 推拉棱鏡(19)亦為兩個并排反射面相反，反射面與直角棱鏡(17)相對，且左推拉棱鏡(20) 和右推拉棱鏡(19)設(shè)置在推拉棱鏡座(18)中，推拉棱鏡座(18)設(shè)置在推拉滑動機構(gòu)上， 推拉直角棱鏡將光信號反射在其垂直上方的物鏡及CCD中成像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種IC芯片引腳共面性檢測儀，它包括光學(xué)圖像采集系統(tǒng)和自動識別軟件系統(tǒng)，其特征是該儀器還設(shè)置了包括芯片進料定位機構(gòu)、光路切換機構(gòu)和電控柜的機電控制系統(tǒng)，光學(xué)圖像采集系統(tǒng)為左右對稱的雙光路傳遞結(jié)構(gòu)，機電控制系統(tǒng)分別與光學(xué)圖像采集系統(tǒng)和自動識別軟件系統(tǒng)連接。這種檢測儀檢測速度快，合格率高，設(shè)備成本低，結(jié)構(gòu)新穎，占地面積小，易安裝、易操作。
文檔編號G01B11/00GK101424511SQ20081007398
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者杰 張, 張騰飛, 湛賓洲, 蕭澤新, 鄧仕超, 韓文峰 申請人:桂林電子科技大學(xué)