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原文传递电子元器件外壳外观缺陷测量装置和测量方法

专利名称：	电子元器件外壳外观缺陷测量装置和测量方法
摘要：	一种电子元器件外壳外观缺陷测量装置和测量方法，该装置主要包括第一CCD相机、第一变倍镜头、环形光源、第一同轴照明光源、第一光纤、第二CCD相机、第二变倍镜头、第二同轴照明光源、第二光纤、旋转位移台、光源控制模块、图像采集控制模块、机械运动控制模块和计算机。本发明根据电子元器件外壳不同封装材料的表面粗糙程度及反射特性，采用散射暗场成像和同轴照明成像的方式，能够检测各类电子元器件外壳表面缺陷，获取高对比度缺陷图像。采用正面和侧面成像方式，结合旋转位移台实现不同封装形式的电子元器件外壳正面、所有侧面及引出端表面缺陷测量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中国科学院上海光学精密机械研究所
发明人：	刘世杰;倪开灶;周游;徐天柱;潘靖宇;王圣浩;王微微;白云波
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910635367.3
公开号：	CN110441310A
代理机构：	上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	张宁展
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	201800上海市嘉定区清河路390号
主权项：	1.一种电子元器件外壳外观缺陷测量装置，其特征在于，包括第一CCD相机(1)、第一变倍镜头(2)、环形光源(3)、第一同轴照明光源(4)、第一光纤(5)、第二CCD相机(6)、第二变倍镜头(7)、第二同轴照明光源(8)、第二光纤(9)、电子元器件(10)、旋转位移台(11)、光源控制模块(12)、图像采集控制模块(13)、机械运动控制模块(14)和计算机(15)；所述的旋转位移台(11)包含X、Y、Z方向的直线移动机构和在XY面内360°任意角度转动的旋转机构，所述的待测的电子元器件(10)置于所述的旋转位移台(11)上；所述的第一CCD相机(1)、第一变倍镜头(2)和环形光源(3)位于所述的电子元器件(10)的上方，所述的环形光源(3)固定在所述的第一变倍镜头(2)上，所述的环形光源(3)的中心轴与所述的第一变倍镜头(2)的光轴共线，所述的第一变倍镜头(2)的光轴沿Z轴方向并与所述的电子元器件(10)的上表面的法线平行；所述的第一光纤(5)的输入端和输出端分别与所述的第一同轴照明光源(4)的输出端及第一变倍镜头(2)的光纤插入槽连接；所述的第二CCD相机(6)和第二变倍镜头(7)位于所述的电子元器件(10)的侧面，所述的第二变倍镜头(7)的光轴沿X轴方向并与所述的电子元器件(10)的上表面的法线垂直；所述的第二光纤(9)的输入端和输出端分别与所述的第二同轴照明光源(8)的输出端及第二变倍镜头(7)的光纤插入槽连接；所述的第一变倍镜头(2)和第二变倍镜头(7)是远心镜头；所述的计算机(15)与所述的光源控制模块(12)、图像采集控制模块(13)、机械运动控制模块(14)连接，所述的光源控制模块(12)与所述的环形光源(3)、第一同轴照明光源(4)和第二同轴照明光源(8)连接，所述的图像采集控制模块(13)与所述的第一CCD相机(1)和第二CCD相机(6)连接，所述的机械运动控制模块(14)与所述的旋转位移台(11)连接。 2.利用权利要求1所述的测量装置进行电子元器件外壳外观缺陷的测量方法，其特征在于，该方法包括下列步骤： 1)测量所述的电子元器件外壳上表面缺陷： ①所述的旋转位移平台(11)沿Y轴方向移动，将所述的电子元器件(10)置于所述的旋转位移台(11)上，所述的旋转位移台(11)沿Y轴向内运动，将所述的电子元器件(10)置于所述的第一变倍镜头(2)的视场中，通过所述的旋转位移台(11)微调所述的电子元器件(10)的高度，使所述的电子元器件(10)的上表面位于第一变倍镜头(2)的成像物面上； ②根据所述的电子元器件(10)不同封装材料表面粗糙程度选择散射暗场成像或同轴照明成像方式：若所述的电子元器件(10)外壳上表面呈光滑状态，上表面粗糙度δ＜t，t为表面粗糙度阈值，表面散射较弱，选择散射暗场成像，由所述的光源控制模块(12)打开所述的环形光源(3)，关闭所述的第一同轴照明光源(4)和第二同轴照明光源(8)；所述的光源控制模块(12)根据外壳上表面反射率的高低，降低或调高所述的环形光源(3)的发光强度，所述的环形光源(3)发出的光束斜入射到所述的电子元器件(10)上表面，外壳表面缺陷产生的散射光被所述的第一变倍镜头(2)收集，在第一CCD相机(1)上成明亮像；若所述的电子元器件(10)外壳上表面粗糙，δ≥t，表面散射较强影响缺陷测量，选择同轴照明成像，所述的光源控制模块(12)打开所述的第一同轴照明光源(4)，关闭所述的环形光源(3)和第二同轴照明光源(8)，所述的第一同轴照明光源(4)发出的光束经过所述的第一光纤(5)导入到所述的第一变倍镜头(2)内部后，被聚焦垂直入射到所述的电子元器件(10)外壳的上表面，经过外壳的上表面反射的光束沿原路返回通过所述的第一变倍镜头(2)，入射到所述第一CCD相机(1)上成像，照射在表面缺陷区域的光束被部分或全部散射，表面缺陷在所述的第一CCD相机(1)上成暗像； ③所述的图像采集控制模块(13)发出指令使所述的第一CCD相机(1)采集图像，并将采集的图像输入并保存在所述的计算机(15)中； 2)测量所述的电子元器件(10)侧面的和引出端面的缺陷： ①所述的旋转位移台(11)带动所述的电子元器件(10)沿X方向移动，使待测的侧面和引出端面位于所述的第二变倍镜头(7)的成像物面上； ②所述的光源控制模块(12)打开所述的第二同轴照明光源(8)，关闭所述的环形光源(3)和第一同轴照明光源(4)，所述的第二同轴照明光源(8)发出的光经过所述的第二光纤(9)导入到所述的第二变倍镜头(7)的内部后，被聚焦垂直入射到所述的电子元器件(10)的侧面和引出端面，经过表面反射后通过所述的第二变倍镜头(7)，入射到所述的第二CCD相机(6)上成像，所述的侧面和引出端面的缺陷在所述的第二CCD相机(6)上成较暗的像，所述的图像采集控制模块(13)发出指令使所述的第二CCD相机(6)采集所述的电子元器件(10)侧面和引出端表面缺陷图像并输入并存储在所述的计算机(15)中； ③若电子元器件(10)还有引出端面和侧面待测，所述的机械运动控制模块控制(14)控制所述的旋转位移台(11)的旋转机构顺时针依次旋转90°，将所述的电子元器件(10)另一侧面和端面面向所述的第二变倍镜头(7)并返回步骤②；当所有的引出端表面或侧面的缺陷图像均已测完，则进入下一步； 3)完成该电子元器件外壳外观缺陷的测量。
所属类别：	发明专利