【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轮廓的计量，具体为靶材尺寸及孔位同步检测系统及检测方法。
技术介绍
1、高纯金属溅射靶材是集成电路制造用关键材料，通过磁控溅射技术获得各类不同的薄膜材料。靶材的尺寸及孔位精度关系到成品靶材与机台的配合安装，保证溅射环境的高真空度，靶材螺纹孔、沉孔等分布在边缘，孔的数量可达到将近三十个。目前主要采用自动三坐标对靶材的尺寸、螺纹孔及沉孔的位置、角度进行测量。对于孔数量较多的靶材，若每个孔都由三坐标检测，则需耗费较长的检测时间（若对直径为520毫米孔数为20左右的靶材全部由三坐标检测，则需约650秒），若采用三坐标抽检和人工视觉检查结合，则经常出现数量错误或位置偏差等问题的漏检。
2、中国专利公开号为cn114485325a的专利技术专利公开了一种孔位安装检具及检测方法，根据待检测靶材中孔位的结构及分布，设计相应的安装检具，检具主体上的圆柱形凸起用于检测靶材上孔的位置是否合适，检具插销则检测靶材上孔的直径是否合适。
3、中国专利公开号为cn115031670a的专利技术专利公开了一种靶材孔位检测装置及其检测方法，通过在检测台上根据标准靶材的孔位排布情况预设孔位检测柱，直接将待测靶材放置在检测台上，使靶材的开孔与孔位检测柱对应，观察放置情况完成检测。
4、但是通过检具对每个孔进行检测，同样需要耗费一定时间，对于孔数量较多的靶材很难一次性把每个孔位检测柱均能对应放置在平台上，且不同靶材孔位不同，需配套准备大量不同规格的检具，操作及使用均不方便。
技术实现思路b>
1、针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种靶材尺寸及孔位同步检测系统，其技术方案包括：xyz三轴线性模组、检测平台、计算机、测头基台、检测探针、第一相机、测针连接头、相机转动装置、第二相机和光源；光源安装于检测平台的上方，xyz三轴线性模组安装在检测平台上；测头基台固定在xyz三轴线性模组中主轴移动台的下端；测针连接头固定在测头基台的正下端，测针连接头的两侧与安装有相机转动装置的固定端固接，两个相机转动装置的转动端分别安装有第一相机和第二相机，第一相机和与第一相机相连的相机转动装置、以及第二相机和与第二相机相连的相机转动装置相对于测针连接头的轴线对称，测针连接头两侧的对于测针连接头轴对称设置，检测探针固定于测针连接头的下方；
2、所述计算机中包括：输入单元、测头移动模块、图像收集模块、图像识别模块、坐标转换模块、比对模块、三坐标测针准备模块和数据库，其中输入单元分别与测头移动模块和图像收集模块相连，图像识别模块分别与图像收集模块和坐标转换模块相连，比对模块分别与图像收集模块、坐标转换模块、数据库和三坐标测针准备模块相连，三坐标测针准备模块还与测头移动模块相连；三坐标测针准备模块与相机旋转步进电机相连，图像收集模块与第一相机和第二相机相连；测头移动模块还与xyz三轴线性模组中的主架驱动机构、中心架驱动机构和升降驱动机构均相连；
3、所述图像收集模块对第一相机或第二相机发出指令拍照，拍照后，图像收集模块发送第一相机获得的图像给图像识别模块进行处理；
4、所述图像识别模块获取第一相机或第二相机拍摄的各孔位置并发送给坐标转换模块；
5、所述坐标转换模块对各孔位置进行坐标转换，并发送至比对模块中和数据库发来的各孔位置和尺寸进行比对；如所有孔位置无误，则输出合格信号，并清除三坐标测针准备模块中的缓存；如存在至少一个位置或尺寸不能吻合，则发送错误坐标至三坐标测针准备模块；
6、所述三坐标测针准备模块在收集到重复的错误坐标后，并先呼叫两个相机旋转步进电机将第一相机和第二相机旋转至水平方向以防检测探针伸入孔中时第一相机和第二相机碰到下方的靶材；随后将坐标逐个发送给测头移动模块依次进行三坐标测针复核。
7、所述第一相机和所述第二相机使用相同的相机。
8、所述xyz三轴线性模组包括：主桥架滑轨、主架移动台、主桥架、主架驱动机构、中心滑架、中心架移动台、中心架驱动机构、升降驱动机构、主轴传动组、主轴和主轴移动台，其中主桥架滑轨安装在检测平台的一侧，倒u形的主桥架的一端固定在主桥架导轨的主架移动台上，主架移动台与主架驱动机构相连，主桥架的上梁固定有中心滑架，升降驱动机构和主轴滑轨均固定在中心滑架的中心架移动台上，中心架移动台与中心架驱动机构相连，升降驱动机构通过主轴传动组、主轴与主轴移动台相连。
9、所述检测平台上固定有至少两个基准柱，用于确定靶材的中心；靶材放置在测头基台上，边缘贴合两个基准柱。
10、所述靶材包括：溅射面、密封面和背面，其中溅射面朝上、背面与溅射基台贴合，密封面位于溅射面的外周，密封面上开有台阶孔、通孔和/或盲孔。
11、还提供了一种基于所述靶材尺寸及孔位同步检测系统的检测方法，其技术方案包括：
12、步骤100、放置靶材，在计算机中输入靶材的型号，检测探针移动至平面几何中心的正上方；
13、步骤200、待摄像头平稳后，使用第一相机拍摄靶材图片；
14、步骤300、对第一相机拍摄的靶材图片进行识别台阶孔、通孔以及盲孔的圆周边缘，输出孔的数量、对应的位置数据和径向槽的位置；
15、步骤400、根据靶材图片中径向槽的位置，围绕圆心旋转靶材，直至和标定时的方向对应；随后识别孔位置，并对结果进行判定；如果合格则直接输出合格，如果至少一个孔存在问题则进入步骤500；
16、步骤500、对第二相机拍摄的靶材图片进行识别台阶孔、通孔以及盲孔的圆周边缘，输出孔的数量、对应的位置数据和径向槽的位置；
17、步骤600、根据靶材图片中径向槽的位置，围绕圆心旋转靶材，直至和标定时的方向对应；随后识别孔位置，并对结果进行判定；如果合格则直接输出合格，如果至少一个孔存在问题，则和步骤400的问题进行合并，并由检测探针对全部不合格孔的尺寸进行复核。
18、所述识别台阶孔、通孔以及盲孔的圆周边缘，包括：
19、步骤a、二值化，并将圆周外的背景调成白色；
20、步骤b、删除靶面因反射造成的阴影，删除中央有完整阴影的周围区域；将除轮廓线之外的内部阴影删除；
21、步骤c、基于孔边缘线删除孔中央的阴影，识别孔位轮廓。
22、所述检测方法之前进行标定，包括：
23、步骤s11，根据靶材图纸编制三坐标尺寸检测程序，需要检测的尺寸、检测顺序、尺寸公差等内容，其中需要检测的尺寸包括：靶材的外轮廓尺寸，径向槽的平面坐标位置，各孔的三维坐标位置、孔深以及孔径；
24、步骤s12、随后将标准靶材放在检测平台上并贴合基准柱，对测头系统进行标定，分为：检测探针的三轴坐标标定、以及使用第一相机或第二相机进行径向槽的坐标标定，并记录至坐标转换模块中。
25、所述步骤s12包括：
26、步骤s121、在计算机中输入靶材的型号；
27、步骤s122、将靶材放置到检测平台上，在靶材表面本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种靶材尺寸及孔位同步检测系统，其特征在于，包括：XYZ三轴线性模组、检测平台（105）、计算机（300）、测头基台（1071）、检测探针（1072）、第一相机（1073）、测针连接头（1074）、相机转动装置（1075）、第二相机（1076）和光源；光源安装于检测平台（105）的上方，XYZ三轴线性模组安装在检测平台（105）上；测头基台（1071）固定在XYZ三轴线性模组中主轴移动台的下端；测针连接头（1074）固定在测头基台（1071）的正下端，测针连接头（1074）的两侧与安装有相机转动装置（1075）的固定端固接，两个相机转动装置（1075）的转动端分别安装有第一相机（1073）和第二相机（1076），第一相机（1073）和与第一相机（1073）相连的相机转动装置（1075）、以及第二相机（1076）和与第二相机（1076）相连的相机转动装置（1075）相对于测针连接头（1074）的轴线对称，测针连接头（1074）两侧的对于测针连接头（1074）轴对称设置，检测探针（1072）固定于测针连接头（1074）的下方；
2.根据权利要求1所述的靶材尺寸及孔位同
3.根据权利要求1所述的靶材尺寸及孔位同步检测系统，其特征在于，所述XYZ三轴线性模组包括：主桥架滑轨、主架移动台、主桥架（101）、主架驱动机构、中心滑架（102）、中心架移动台、中心架驱动机构、升降驱动机构、主轴传动组、主轴（103）和主轴移动台，其中主桥架滑轨安装在检测平台（105）的一侧，倒U形的主桥架（101）的一端固定在主桥架导轨的主架移动台上，主架移动台与主架驱动机构相连，主桥架（101）的上梁固定有中心滑架（102），升降驱动机构和主轴滑轨均固定在中心滑架（102）的中心架移动台上，中心架移动台与中心架驱动机构相连，升降驱动机构通过主轴传动组、主轴（103）与主轴移动台相连。
4.根据权利要求1~3之一所述的靶材尺寸及孔位同步检测系统，其特征在于，所述检测平台（105）上固定有至少两个基准柱（106），用于确定靶材（200）的中心；靶材（200）放置在测头基台（1071）上，边缘贴合两个基准柱（106）。
5.根据权利要求4所述的靶材尺寸及孔位同步检测系统，其特征在于，所述靶材（200）包括：溅射面（201）、密封面（202）和背面（203），其中溅射面（201）朝上、背面（203）与溅射基台贴合，密封面（202）位于溅射面（201）的外周，密封面（202）上开有台阶孔、通孔和/或盲孔。
6.一种基于权利要求1所述靶材尺寸及孔位同步检测系统的检测方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的靶材尺寸及孔位同步检测方法，其特征在于，所述识别台阶孔、通孔以及盲孔的圆周边缘，包括：
8.根据权利要求6所述的靶材尺寸及孔位同步检测方法，其特征在于，在所述步骤100之前进行标定，包括：
9.根据权利要求8所述的靶材尺寸及孔位同步检测方法，其特征在于，所述步骤S12包括：
10.在步骤S124、根据标定的坐标，设定检测探针在检测高度时的Z坐标。
...【技术特征摘要】
1.一种靶材尺寸及孔位同步检测系统，其特征在于，包括：xyz三轴线性模组、检测平台（105）、计算机（300）、测头基台（1071）、检测探针（1072）、第一相机（1073）、测针连接头（1074）、相机转动装置（1075）、第二相机（1076）和光源；光源安装于检测平台（105）的上方，xyz三轴线性模组安装在检测平台（105）上；测头基台（1071）固定在xyz三轴线性模组中主轴移动台的下端；测针连接头（1074）固定在测头基台（1071）的正下端，测针连接头（1074）的两侧与安装有相机转动装置（1075）的固定端固接，两个相机转动装置（1075）的转动端分别安装有第一相机（1073）和第二相机（1076），第一相机（1073）和与第一相机（1073）相连的相机转动装置（1075）、以及第二相机（1076）和与第二相机（1076）相连的相机转动装置（1075）相对于测针连接头（1074）的轴线对称，测针连接头（1074）两侧的对于测针连接头（1074）轴对称设置，检测探针（1072）固定于测针连接头（1074）的下方；
2.根据权利要求1所述的靶材尺寸及孔位同步检测系统，其特征在于，所述第一相机（1073）和所述第二相机（1076）使用相同的相机。
3.根据权利要求1所述的靶材尺寸及孔位同步检测系统，其特征在于，所述xyz三轴线性模组包括：主桥架滑轨、主架移动台、主桥架（101）、主架驱动机构、中心滑架（102）、中心架移动台、中心架驱动机构、升降驱动机构、主轴传动组、主轴（103）和主轴移动台，其中主桥架滑轨安装在检测平台（...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓，许兴，崔佳，何金江，刘丹，罗俊锋，刘书芹，高岩，麻艳佳，
申请(专利权)人：有研亿金新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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