QFN芯片图像采集装置及其图像采集方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种QFN芯片图像采集装置及其图像采集方法，所述装置，包括：X轴伺服运动滑台装置、Y轴伺服运动滑台装置、Y轴辅助运动滑台装置、Z轴手摇式运动滑台装置、相机、镜头、光源、料盘夹具、机架和上位机；上位机通过通讯线分别与PLC、相机串口通讯，用于发送控制指令给PLC，以使PLC控制X轴伺服运动滑台装置、Y轴伺服运动滑台装置工作，以控制相机在X轴、Y轴方向上移动，并获取相机采集的QFN芯片图像。该装置可以对料盘中的QFN芯片进行连续、高精度图像采集，以12mm/s的速度完成移动，拍摄芯片图像表面字符检测解析度达到20

【技术实现步骤摘要】
QFN芯片图像采集装置及其图像采集方法
本专利技术涉及检测
，具体涉及一种QFN(QuadFlatNo-leadPackage，方形扁平无引脚封装)芯片图像采集装置和一种QFN芯片图像采集装置的图像采集方法。
技术介绍
QFN是一种体积小、重量轻、以塑料作为密封材料的表面贴装芯片封装技术。QFN封装内部引脚与焊盘之间导电路径短，布线电阻很低，具有卓越的电性能，且焊盘有直接散热通道，散热性好，QFN封装技术广泛运用于手机、数码相机以及其他便携小型电子设备的高密度印刷电路板上。但由于生产技术、环境等因素，QFN芯片引脚及中心焊盘表面部分会出现裂纹、异物、划痕、孔洞等缺陷。相关技术中，一般通过人工检测芯片方法，该方法检测效率低、可靠性差，无法满足QFN芯片封装测试的连续高精度的检测要求。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种QFN芯片图像采集装置，该装置可连续稳定地拍摄高精度图像，采集的图像可清楚地看出芯片表面缺陷，可提高后续图像处理的效率和准确性。本专利技术还提供一种QFN芯片图像采集装置的图像采集方法。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提出了一种QFN芯片图像采集装置，包括：包括：X轴伺服运动滑台装置、Y轴伺服运动滑台装置、Y轴辅助运动滑台装置、Z轴手摇式运动滑台装置、相机、镜头、光源、料盘夹具、机架和上位机，其中，X轴、Y轴和Z轴相互垂直，所述X轴伺服运动滑台装置通过第一连接板与所述Y轴伺服运动滑台装置连接，所述Y轴辅助运动滑台装置平行对齐固定在所述机架上，所述Z轴手摇式运动滑台装置通过第二连接板与所述X轴伺服运动滑台装置连接，所述相机、所述镜头和所述光源通过的L型板与Z轴手摇式运动滑台装置连接；所述X轴伺服运动滑台装置用于带动所述相机在X轴方向运动；所述Y轴伺服运动滑台装置和所述Y轴辅助运动滑台装置用于带动所述相机在Y轴方向运动；所述Z轴手摇式运动滑台装置用于带动所述相机在Z轴方向移动，以调节所述相机的工作距离和镜头焦距；所述料盘夹具用于固定料盘，所述料盘用于放置所述QFN芯片；所述相机是用于采集所述料盘中所述QFN芯片的图像；上位机通过通讯线分别与PLC、所述相机串口通讯，所述上位机用于发送控制指令给PLC，以使所述PLC控制所述X轴伺服运动滑台装置、所述Y轴伺服运动滑台装置工作，以控制所述相机在X轴、Y轴方向上移动，并获取所述相机采集的所述QFN芯片图像。本专利技术上述提出的QFN芯片图像采集装置，还具有如下附加技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述相机的像素为500万像素，像素深度为8bit，最大帧率为10-20fps。根据本专利技术的一个实施例，所述镜头的焦距为16mm、光圈范围为1.4-16的镜头。根据本专利技术的一个实施例，所述光源为白色LED环形光源，所述光源由高亮LED经结构优化设计阵列排布而成，所述光源内径为50mm、外径为90mm、高为23mm，所述LED布置时与水平面呈30°倾斜角。根据本专利技术的一个实施例，所述料盘夹具长为400mm、宽为195mm，所述料盘夹具采用铝板设计，所述料盘夹具由底板、X方向定位板和Y方向定位板组成，底板开有滑槽，所述料盘长为315mm、宽135mm，包括14行×35列。根据本专利技术的一个实施例，所述机架长为1580mm、宽为830mm、高为840mm，所述机架的上台面为铝板，且所述上台面上打有8个按钮孔位和1个通讯线孔位，所述机架装有脚轮。根据本专利技术的一个实施例，所述X轴伺服运动滑台装置包括伺服电机、滑台前板、滑台底板、滑台后板、联轴器、丝杆支撑前座、丝杆、丝杆支撑后座、导轨、滑块、感应器和感应片，所述X轴伺服运动滑台装置的移动行程大于料盘尺寸的长度。根据本专利技术的一个实施例，所述Y轴伺服运动滑台装置包括伺服电机、滑台前板、滑台底板、滑台后板、联轴器、丝杆支撑前座、丝杆、丝杆支撑后座、导轨、滑块、感应器和感应片，所述Y轴伺服运动滑台装置的移动行程大于料盘尺寸的宽度。根据本专利技术的一个实施例，所述Z轴手摇式运动滑台装置包括实心手轮、滑台前板、滑台底板、滑台后板、联轴器、丝杆支撑前座、丝杆、丝杆支撑后座、导轨和滑块。基于上述的QFN芯片图像采集装置，本专利技术还提出一种QFN芯片图像采集装置的图像采集方法，包括以下步骤：上电后，PLC发送回归原点指令，以控制所述X轴伺服运动滑台装置、Y轴伺服运动滑台装置回归原点，其中，所述X轴右限位开关、Y轴后限位开关为所述原点；控制所述X轴伺服运动滑台装置向左移动，且每次向左移动一个工位后停留0.5s并控制所述相机进行定点拍摄，直至所述X轴伺服运动滑台装置到达左限位开关位置，停止X轴伺服运动滑台装置移动；控制所述Y轴伺服运动滑台装置前移一个工位后停止移动；控制所述X轴伺服运动滑台装置向右移动，且每次向右移动一个工位后停留0.5s并控制所述相机进行定点拍摄，以获取所述料盘中的QFN芯片图像，直至所述X轴伺服运动滑台装置到达右限位开关位置，停止X轴伺服运动滑台装置移动；控制所述Y轴伺服运动滑台装置前移一个工位后停止移动；判断所述Y轴伺服运动滑台装置是否到达前限位开关位置；如果是，则控制相机停止拍摄，以获取所述料盘中的QFN芯片图像，并控制所述X轴伺服运动滑台装置、Y轴伺服运动滑台装置回归原点；如果否，则返回控制所述X轴伺服运动滑台装置向左移动，且每次向左移动一个工位后停留0.5s并控制所述相机进行定点拍摄步骤。专利技术的有益效果：本专利技术可连续稳定地拍摄高精度图像，采集的图像可清楚地看出芯片表面缺陷，可提高后续图像处理的效率和准确性。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的QFN芯片图像采集装置的方框示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的QFN芯片图像采集装置的立体图；图3a是根据本专利技术一个实施例的X轴伺服运动滑台装置与Y轴伺服运动滑台装置的连接板(第一连接板)的示意图；图3b是根据本专利技术一个实施例的Z轴手摇式运动滑台装置与X轴伺服运动滑台装置的连接板(第二连接板)的示意图；图3c是根据本专利技术一个实施例的相机、镜头和光源与Z轴手摇式运动滑台装置连接的L型板的示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的相机工作时每一次拍摄所覆盖的最大视野FOV的示意图；图5a是根据本专利技术一个实施例的镜头光圈调节至F＝1.4时相机所拍摄的图像；图5b是根据本专利技术一个实施例的镜头光圈调节至F＝16时相机所拍摄的图像；图5c是根据本专利技术一个实施例的镜头光圈调节至F＝9时相机所拍摄的图像；图6是根据本专利技术一个实施例的光源打光示意图；图7是根据本专利技术一个实施例的料盘夹具的示意图；图8是根据本专利技术一个实施例的芯片承载料盘的示意图；图9是根据本专利技术一个实施例的X轴伺服运动滑台装置的示意图；图10是根据本专利技术一个实施例的Y轴伺服运动滑台装置的示意图；图11是根据本专利技术一个实施例的Z轴手摇式运动滑台装置的示意图；图12是根据本专利技术一个实施例的QFN芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种QFN芯片图像采集装置，其特征在于，包括：/nX轴伺服运动滑台装置、Y轴伺服运动滑台装置、Y轴辅助运动滑台装置、Z轴手摇式运动滑台装置、相机、镜头、光源、料盘夹具、机架和上位机，/n其中，X轴、Y轴和Z轴相互垂直，所述X轴伺服运动滑台装置通过第一连接板与所述Y轴伺服运动滑台装置连接，所述Y轴辅助运动滑台装置平行对齐固定在所述机架上，所述Z轴手摇式运动滑台装置通过第二连接板与所述X轴伺服运动滑台装置连接，所述相机、所述镜头和所述光源通过的L型板与Z轴手摇式运动滑台装置连接；/n所述X轴伺服运动滑台装置用于带动所述相机在X轴方向运动；/n所述Y轴伺服运动滑台装置和所述Y轴辅助运动滑台装置用于带动所述相机在Y轴方向运动；/n所述Z轴手摇式运动滑台装置用于带动所述相机在Z轴方向移动，以调节所述相机的工作距离和镜头焦距；/n所述料盘夹具用于固定料盘，所述料盘用于放置所述QFN芯片；/n所述相机是用于采集所述料盘中所述QFN芯片的图像；/n上位机通过通讯线分别与PLC、所述相机串口通讯，所述上位机用于发送控制指令给PLC，以使所述PLC控制所述X轴伺服运动滑台装置、所述Y轴伺服运动滑台装置工作，以控制所述相机在X轴、Y轴方向上移动，并获取所述相机采集的所述QFN芯片图像。/n...

【技术特征摘要】
1.一种QFN芯片图像采集装置，其特征在于，包括：
X轴伺服运动滑台装置、Y轴伺服运动滑台装置、Y轴辅助运动滑台装置、Z轴手摇式运动滑台装置、相机、镜头、光源、料盘夹具、机架和上位机，
其中，X轴、Y轴和Z轴相互垂直，所述X轴伺服运动滑台装置通过第一连接板与所述Y轴伺服运动滑台装置连接，所述Y轴辅助运动滑台装置平行对齐固定在所述机架上，所述Z轴手摇式运动滑台装置通过第二连接板与所述X轴伺服运动滑台装置连接，所述相机、所述镜头和所述光源通过的L型板与Z轴手摇式运动滑台装置连接；
所述X轴伺服运动滑台装置用于带动所述相机在X轴方向运动；
所述Y轴伺服运动滑台装置和所述Y轴辅助运动滑台装置用于带动所述相机在Y轴方向运动；
所述Z轴手摇式运动滑台装置用于带动所述相机在Z轴方向移动，以调节所述相机的工作距离和镜头焦距；
所述料盘夹具用于固定料盘，所述料盘用于放置所述QFN芯片；
所述相机是用于采集所述料盘中所述QFN芯片的图像；
上位机通过通讯线分别与PLC、所述相机串口通讯，所述上位机用于发送控制指令给PLC，以使所述PLC控制所述X轴伺服运动滑台装置、所述Y轴伺服运动滑台装置工作，以控制所述相机在X轴、Y轴方向上移动，并获取所述相机采集的所述QFN芯片图像。


2.根据权利要求1所述的QFN芯片图像采集装置，其特征在于，所述相机的像素为500万像素，像素深度为8bit，最大帧率为10-20fps。


3.根据权利要求2所述的QFN芯片图像采集装置，其特征在于，所述镜头的焦距为16mm、光圈范围为1.4-16的镜头。


4.根据权利要求3所述的QFN芯片图像采集装置，其特征在于，所述光源为白色LED环形光源，所述光源由高亮LED经结构优化设计阵列排布而成，所述光源内径为50mm、外径为90mm、高为23mm，所述LED布置时与水平面呈30°倾斜角。


5.根据权利要求1所述的QFN芯片图像采集装置，其特征在于，所述料盘夹具长为400mm、宽为195mm，所述料盘夹具采用铝板设计，所述料盘夹具由底板、X方向定位板和Y方向定位板组成，底板开有滑槽，所述料盘长为315mm、宽135mm，包括14行×35列。


6.根据权利要求5所述的QFN芯片图像采集装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：巢渊，唐寒冰，刘文汇，周伟，徐鹏，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32