本发明专利技术提供一种ＢＧＡ芯片视觉检测系统及其检测方法，该系统包括控制单元，其设有计算分析模块；向控制单元传送图像信息的照相机，照相机与一光学镜头共轴线设置，该系统还设有同轴光源组件，其包括同轴光源发生器及与光学镜头成４５°夹角的半透半反镜。该方法包括同轴光发生器发出同轴光线，照相机获取图像信息并将图像信息传送至控制单元；计算分析模块判断图像信息中是否包括芯片的图像信息，若包括则对图像进行阈值分割，区分图像中焊球图像的前景与背景，并对焊球图像进行ＢＬＯＢ分析，计算每一焊球图像的位置、面积及周长参数，对焊球图像进行圆拟合操作，辨别缺陷焊球。本发明专利技术能检测芯片焊球的自身缺陷，提高检测质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器视觉检测领域，尤其涉及一种用于对BGA芯片进行检测的芯片检 测系统以及应用该系统的检测方法。
技术介绍
球栅阵列封装(BGA)是一种高密度IC封装方式，目前应用较广，其用球状突点(焊 球)替代传统的针状引脚对芯片进行封装，因此焊球的质量直接关系到后续贴装到PCB板的 性能，在生产中需严格控制焊球的质量，比如大小、位置、完整度和高度等。在BGA芯片的制作过程中，焊接工序完成后后需要对BGA芯片进行检测，检测焊球 是否存在缺陷，若发现缺陷焊球，需要将含有缺陷焊球的芯片剔除。生产过程中，焊球质量的检测工作通常是由操作工人通过肉眼或借助显微镜等设 备观察焊球情况来实现的，操作工作效率低下，而且容易导致工人眼睛疲劳。同时，由于不 同人的检测标准不一致，容易导致检测错误，检测的准确率不高。因此，人们研发出BGA芯片视觉检测系统，应用计算机对芯片电路板上的焊球进 行检测，辨别缺陷焊球。现有的芯片视觉检测系统由检测装置以及与检测装置通讯的计算 机组成，检测装置包括机身，机身上设有工作平台，并设有与工作平台垂直的工作柱，工作 柱可在工作平台上平动。工作平台上设置一个料盘，芯片放置在料盘上。工作柱上设有工业照相机，工业照 相机的照相方向朝向料盘。料盘一般是盛物面朝上设置，因此工业照相机的照相方向朝下 设置，并且在照相机的下方设有一个精密的光学镜头。检测装置还设有一个环形光源发生器，用于向待检测的芯片发出环形光线，环形 光线经芯片反射后入射至光学镜头，照相机即获得图像信息。照相机获取图像信息后，将信 息传送至作为控制单元的计算机中，由计算机的计算分析模块对图像信息进行分析计算， 从而辨别图像中是否存在芯片图像，并判断芯片的焊球是否存在缺陷，同时记录每一缺陷 焊球的位置，形成反馈信息。参见图1，检测装置对芯片进行检测时，环形光源发生器发出的环形光线Ll从焊 球的侧面照射在焊球1上表面2的边缘，焊球1顶部往往没有被光线照射，也就无法形成反 射光线。照相机形成的图像中，焊球图像往往是一个环形的图像，即焊球图像的中部形成一 个空洞。计算机的计算分析模块接收到图像后，往往采用对空洞进行填充的处理方式，然后 对填充后的焊球图像进行计算分析。然而，焊球图像的空洞也可能是由焊球自身缺陷引起的，例如焊球上表面的压伤、 凹陷等，使用对空洞填充方式无法检测上述的缺陷，影响芯片的检测质量。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种有效检测芯片焊球自身缺陷的BGA芯片视觉检测 系统。本专利技术的另一目的是提供一种检测质量较高的BGA芯片视觉检测方法。为实现上述的主要目的，本专利技术提供的BGA芯片视觉检测系统包括控制单元，控 制单元设有计算分析模块；向控制单元传送图像信息的照相机，照相机与一个光学镜头共 轴线设置，其中，芯片视觉检测系统还设有同轴光源组件，其包括一个同轴光源发生器及一 个与光学镜头成45°夹角的半透半反镜，半透半反镜位于光学镜头的与照相机相反的一 侧。由上述方案可见，BGA芯片视觉检测系统检测时，同轴光源发生器发出的同轴光线 可照射在焊球的上表面顶端，从而避免照相机获取的焊球图像中部形成空洞，即计算分析 模块无需对焊球图像的空洞进行填充处理，可直接对焊球图像进行完整的检测，从而可检 测出焊球顶部压伤、凹陷等自身缺陷。一个优选的方案是，BGA芯片视觉检测系统还包括与控制单元连接的真空吸嘴。这 样，控制单元辨别缺陷焊球的位置后，可控制真空吸嘴将缺陷焊球剔除，检测、清障工作一 起完成，提高芯片生产效率。为实现上述的另一目的，本专利技术提供的BGA芯片视觉检测方法应用上述的BGA芯 片视觉检测系统，该方法包括同轴光发生器发出同轴光线，照相机获取图像信息并将获取 的图像信息传送至控制单元；控制单元的计算分析模块判断所获取的图像信息中是否包括 芯片的图像信息，若包括，则通过迭代法对图像进行阈值分割，区分图像中焊球图像的前景 与背景，并对焊球图像进行BLOB分析，计算每一焊球图像的位置、面积及周长参数，对焊球 图像进行圆拟合操作，辨别缺陷焊球。由上述方案可见，计算分析模块不对焊球图像进行空洞填充操作，而是直接计算 焊球的位置、面积、周长等参数，并通过这些参数判断焊球是否存在缺陷。这样，计算分析模 块可辨别焊球顶部压伤、凹陷等缺陷，提高芯片的检测质量。一个优选的方案是，计算分析模块内存储有阈值参数，上述的辨别缺陷焊球的步 骤是判断焊球图像的面积或周长等参数是否小于阈值参数。由此可见，通过计算分析模块的计算与辨别，能统一焊球缺陷判断标准，有利于提 高芯片检测质量。附图说明图1是现有芯片视觉检测系统对芯片的焊球检测的光路示意图。图2是本专利技术BGA芯片视觉检测系统实施例中成像组件、同轴光源组件、真空吸嘴 及料盘的结构示意图，图中料盘盛有芯片。图3是本专利技术BGA芯片视觉检测系统实施例对芯片的焊球检测的光路放大示意 图。图4是本专利技术BGA芯片视觉检测方法实施例中计算分析缺陷焊球的流程图。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施例方式本专利技术的BGA芯片视觉检测系统实施例由一台检测装置以及与检测装置通讯的 计算机组成，计算机作为本实施例的控制单元，其设有计算分析模块，对接收的图像信息进行计算分析。检测装置具有机身，机身上设有一个工作平台，该工作平台与水平面平行设置，在 工作台上设有一个料盘，待检测的芯片可放置在料盘上。检测装置还设有一根与工作平台垂直设置的工作柱，工作柱可在电机的带动下在 工作平台上平动。工作柱上安装有工作底板，工作底板上安装有多个设备，并且设有与计算 机通讯的通讯接口，实现检测装置与计算机之间的通讯。参见图2，工作底板10上安装有工业照相机11，工业照相机11的照相方向是朝向 料盘14，也就是朝向下方，即图2中的y轴负方向。在工业照相机11的照相方向上设有一 个精密光学镜头12，也就是光学镜头12位于工业照相机11的正下方。工业照相机11以及 光学镜头12组成本实施例的成像组件，且工业照相机11与光学镜头12共轴线设置。工作底板10上还安装有真空吸嘴13，其可在计算机的控制下剔除芯片15上的缺 陷焊球。检测装置上还设有同轴光源组件20，其由同轴光源发生器21以及光学棱镜23组 成。同轴光源发生器21出射端口 22轴线AX与工业照相机11的照相方向垂直，即图2中的 χ轴的方向。光学棱镜23位于同轴光源发生器21出射端口的前方，光学棱镜23内设有一 片半透半反镜24，半透半反镜24与工业照相机11的照相方向形成45°的夹角，并且半透 半反镜24与同轴光源发生器21出射端口 22的轴线AX之间形成的夹角α也是45°。由 于工业照相机11的照相方向为y轴的负方向，而同轴光源发生器21出射端口的轴线位于 χ轴上，因此半透半反镜24与χ轴及y轴均形成45°的夹角。并且，光线棱镜24位于光学 镜头12的正下方，也就是在工业照相机11照相方向上位于光学棱镜12的正前方。检测装置工作时，由同轴光发生器21发出同轴光线，检测装置对焊球的检测示意 图如图3所示。同轴光发生器发出的同轴光线L2经过半透半反镜24后形成反射光线L3， 由于半透半反镜24与同轴光发生器出射端口 22的轴线AX形成45°的夹角，因此同轴光 线L2以45°的入射角入射至本文档来自技高网...
【技术保护点】
ＢＧＡ芯片视觉检测系统，包括控制单元，所述控制单元设有计算分析模块；向所述控制单元传送图像信息的照相机，所述照相机与一光学镜头共轴线设置；其特征在于：同轴光源组件，包括一同轴光源发生器及一与所述光学镜头成４５°夹角的半透半反镜，所述半透半反镜位于所述光学镜头的与所述照相机相反的一侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓泽峰，
申请(专利权)人：东信和平智能卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]
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