[发明专利]等光程五面视觉检测技术

说明书

技术领域

本发明涉及光学装置以及包含这种系统的视觉检测系统。本发明主要应用于(但不局限于)方形扁平无引脚器件(QFN)等的视觉检测。能对(但不局限于)电子元器件QFN的外观、引脚、铜污、引脚中心距、毛刺、基板表面平整度等进行检测。

背景技术

对于电子元器件中包括QFN等的无引脚封装形式来说，其焊盘品质、铜毛刺和平整度等因素直接影响后续工序中的良品率和生产效率。包括焊接质量、电学性质等方面。因此视觉外观检测在电子元器件的编带过程中有着极为重要的地位。现有的技术在进行五面检测时，只能达到准3D水平，或即使得到3D图像但系统极为复杂，且无法消除光程差所引起的形变。

相比之下本技术比现有的电子元器件视觉检测技术有更多优点，它将成为IC元器件机器视觉检测中越来越有吸引力的技术。能够通过较为简单的结构达到消除光程差，进行偏振改善图像的目的。特别地，与现有的电子元器件视觉检测技术比较而言，本视觉检测技术拥有系统集成度高，结构相对简单，拍得图像可靠，适应范围广等特点。

对于光路处理的光学器件的选择而言，之所以选择偏振分光棱镜，是因为它技术相对成熟，能同时起到偏振、收拢图像、调节视在光程等作用。因此在视觉检测中，偏振分光棱镜能起到其不可替代的作用。

偏振分光棱镜是一种已经被广泛运用的高级光学元件，目前，由于它不易于制备较大体积的器件，所以应用范围多在实验研究之中。而对于检测较小电子元器件的产业来说，它正是极佳的选择。所以，研究开发新的利用偏振分光棱镜来进行视觉检测的技术，来满足现代工业的需求是必要的。

发明内容

本发明的目的是在一个相机中同时拍摄中央图像41和至少一个的横侧面图像42，43，44，45，本发明特别地选用了偏振分光棱镜作为光学处理元件，对横侧面图像42，43，44，45进行偏振、折射、聚拢。

偏振分光棱镜的入射面法线与入射光线所成角度为θ≤14°，偏振分光棱镜入射面与出射面之间的距离为L。

当θ＝14°时，在此时横侧面图像42，43，44，45水平移动的距离S计算方法如下：

S＝Lsin5°

若镀膜玻璃22与电子元器件1之间的距离为d，则偏振分光棱镜所需要的厚度L(棱镜入射面与出射面的距离)的计算公式为：

L＝0.71d

同时，也就是：

d＝1.41L

当需要横侧面图像42，43，44，45需要向中央图像41移动的距离较大时，可以将中央图像41经过的偏振镜23可以做成偏振凸透镜(25)。

附图说明

图1是光学装置的侧视图。图2是侧光源部分的俯视图。图3是侧光源的侧面侧视图，包括了两种聚光形式。图4是侧光源的正面侧视图。图5是带有顶面检测的实例。图6是带有反射镜组的装置系统。图7是工作台的运作方式。图8是带有棱镜组的装置系统。图9是带有反射镜头组的装置系统。

具体实施方式

图1所示的实例是，电子元器件1由吸嘴将持有的电子元器件1经过传送装置送入检测工位。正面图像46经低角度无影光源31提供光源后产生的光路51，通过偏振镜23，然后经侧视镜24反射进入相机1。至少一个的横侧面图像42，43，44，45经侧面聚光源32提供光源后产生的光路52，通过镀膜玻璃22的反射，射入偏振分光棱镜21后，经侧视镜24反射进入相机3。

图5所示的实例是，电子元器件1由吸嘴放入工作台4，放入后夹具6将其夹紧。转入相机2下方，由光源33提供光源，由其拍摄其顶面图像41。电子元器件1由吸嘴将持有的电子元器件1经过传送装置送入检测工位。正面图像46经低角度无影光源31提供光源后产生的光路51，通过偏振镜23，然后经侧视镜24反射进入相机1。至少一个的横侧面图像42，43，44，45经侧面聚光源32提供光源后产生的光路52，通过镀膜玻璃22的反射，射入偏振分光棱镜21后，经侧视镜24反射进入相机3。

图6所示的实例是，电子元器件1由吸嘴将持有的电子元器件1经过传送装置送入检测工位。正面图像46经低角度无影光源31提供光源后产生的光路51，通过偏振镜23，然后经侧视镜24反射进入相机1。至少一个的横侧面图像42，43，44，45经侧面聚光源32提供光源后产生的光路52，通过镀膜玻璃22的反射，射入偏振分光棱镜21后，通过光学镜组24，25，经侧视镜24反射进入相机3。若反射镜组的距离为p的话，横侧面光路52的收拢距离为S，则两者的关系式为：

S＝1.41p