專利名稱：雙列直插式封裝芯片的外觀檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于芯片的外觀檢測技術領域，特別是涉及一種針對雙列直插式封裝(Dual In-line Package，簡稱DIP)芯片的彎引腳、高低引腳以及引腳寬度進行有效檢測并判斷其是否符合規格的外觀檢測裝置。
背景技術：
集成電路芯片(IC)在制造工序完成之后，需經過封裝測試機測試其電氣性能合格之后方能出貨，但是這種測試僅限于檢測產品的電氣性能，而不能對產品的外觀進行檢測，因此，外觀上存在缺陷的產品也常混入合格產品中一起出貨，造成出廠合格率的降低。傳統上以人工抽檢的方式來進行外觀檢測的辦法目前還在廣泛使用，但顯然存在生產效率低、可靠性差以及勞動成本高等缺點。
由計算機、圖像獲取設備以及相應的軟件，可以構成一套獲取物體圖像，對圖像進行處理分析并獲得物品外觀規格的裝置，可取代人工檢測的方法，其特征是無需人工干預，檢測速度快以及準確率高。目前，這類基于計算機及其相關算法的外觀檢測設備在工業生產中已經得到越來越多的應用。
DIP芯片，作為電子產品中的重要器件，目前仍在廣泛使用，特別是在對產品的體積大小要求不高的應用場合。DIP芯片由芯片管身以及兩列芯片引腳構成，為對稱結構，每一列所包含的引腳數相同且一一對應。對于一片外觀合格的DIP芯片，要求其每一根引腳的長度以及寬度相同，且不能有彎曲的情況出現。
為了對DIP芯片每一列上的各個引腳進行外觀檢測，檢測內容包括引腳的長度、引腳的寬度以及引腳的線性度。已有的一種DIP芯片的外觀檢測裝置，如圖1所示，在芯片管身2的兩列引腳3的側方各安裝一部攝像機4及與其相連的裝有圖像采集卡的計算機(圖中未示出)。但是這種方法存在下列明顯的缺點1、需要兩部攝像機，兩塊圖像采集卡，甚至兩部計算機才可能完成檢測任務，這無疑增加了檢測設備的成本；2、由于拍攝時間、拍攝角度以及誤差的影響，兩幅圖像的簡單拼接并不等同于芯片的真實樣貌，也就是說，需要對兩幅圖像分別進行傾斜度檢測以及基準點校正，加重了系統的負擔，延長了檢測時間；3、由于受芯片引腳的長寬比例的限制，在攝像機的分辨率一定的情況下，一列引腳在圖像中所能占據的象素個數最多只等于攝像機所能提供的總象素數的 至 左右，從而造成了大量有效象素的浪費。
發明內容
本實用新型的目的是為了解決上述問題而提供一種雙列直插式封裝芯片的外觀檢測裝置，其克服了已有裝置的缺點，達到了簡化裝置設計，降低設備成本，縮短檢測時間以及提高檢測精度的效果。
本實用新型的技術方案包括放置雙列直插式封裝芯片的載物平臺，圖像獲取器，通過電纜線與該圖像獲取裝置相連的圖像處理器以及安裝各器件的機械部件；其特征在于，該圖像獲取器垂直設置在該平臺上，還包括安裝在載物平臺下方用以使該圖像獲取器同時接收到兩列芯片引腳的反射光線的平面鏡陣列。
該平面鏡陣列可由兩塊平面鏡組成，該兩塊平面鏡軸對稱放置，且每一塊平面鏡與水平面的夾角可在25度-40度之間。
上述裝置還可包括調節該平面鏡陣列夾角的角度調節機構。
上述機械部件可包括一底座、安裝在該底座上的載物平臺和滑桿，安裝在滑桿上的活動支架。
上述圖像獲取器可由CCD攝像機和光學透鏡組成。
上述圖像處理器可采用ADSP-2181的圖像處理系統，該圖像處理系統可包括ADSP-2181數字信號處理器及大規模現場可編程門陣列器件。
本實用新型的優勢在于，通過在DIP芯片引腳兩側放置一組平面鏡陣列，僅利用放置于芯片上部的一臺攝像機對芯片的兩列引腳進行一次性成像，同時通過適當調整鏡面與引腳平面之間的夾角，在引腳的長度方向上獲得一定程度的放大，有利于后續的圖像檢測過程。達到了簡化系統設計，降低設備成本，縮短檢測時間以及提高檢測精度的效果。
圖1為已有的同時利用兩部攝像機的DIP芯片外觀檢測裝置示意圖。
圖2為本實用新型主要組成器件實施例構成示意圖。
圖3為本實用新型的機械部件實施例結構示意圖。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
本實用新型的主要部件，如圖2所示，包括放置雙列直插式封裝芯片2的載物平臺9，安裝在該平臺上的圖像獲取器4，通過電纜線與該圖像獲取裝置相連的圖像處理器及安裝各器件的機械部件(圖中未示出)；該圖像獲取器4垂直設置在該平臺5上，還包括安裝在載物平臺下方用以使該圖像獲取器同時接收到兩列芯片引腳的反射光線的平面鏡陣列1。
本實用新型的平面鏡陣列1實施例可由兩塊軸對稱的平面鏡組成，中心相隔3-4cm的，每一塊平面鏡的長寬尺寸為12cm×5cm，每一塊平面鏡與載物平臺的夾角在25度-40度之間，具體取值視待測芯片的管身寬度，引腳的長度及其與載物平臺的夾角，以及CCD攝像機與載物平臺之間的距離而決定。平面鏡角度的調節由安置于平面鏡背部的機械調節器來完成。平面鏡陣列被安裝在載物平臺的正下方，使得平面鏡平面與載物平臺的長邊平行。在正式進行檢測之前，還需要對平面鏡的偏轉角度做微小的調整，調整的標準以在監視器中能夠觀察到最大且清晰完整的芯片的全貌為準。
本實用新型的圖像獲取器4實施例可由CCD攝像機和光學透鏡組共同構成。CCD攝像機使用的是美國UNIQ公司生產的UM-201黑白攝像機，其分辨率為752(H)×582(V)，能夠提供56dB的信噪比。CCD攝像機安置在載物平臺的正上方，用于獲取從平面鏡陣列反射出來的攜帶被測芯片圖像信息的光線，CCD攝像機將光信號轉換為同樣攜帶圖像信息的電信號，并將該電信號傳輸到圖像處理器進行分析及檢測。CCD攝像機能夠進行上下移動(通過平臺的滑桿，如圖3所示)，以獲得最佳的成像效果。在CCD攝像機的前端設置的一組光學透鏡組是為了讓待測芯片的圖像在CCD成像器件中占據最多的象素個數，換句話來說，對芯片的成像進行適當的放大以占據CCD中的最大有效面積，從而有利于進行更精確的檢測。
本實用新型的圖像處理器的實施例是基于ADSP-2181的圖像處理系統，完成包括圖像預處理及圖像分析檢測等任務。該圖像處理系統的核心處理單元為美國模擬器件公司(AD)的ADSP-2181數字信號處理器，其指令周期僅為30ns，配備16K×16字節的數據存儲器以及16K×24字節的程序存儲器，可滿足一般圖像處理算法速度以及數據存取量的要求。系統的A/D，D/A轉換分別采用了荷蘭菲利普公司(Philips)的SAA7111以及模擬器件公司的ADV7176，前者將標準模擬視頻(NTSC或者PAL)信號轉換為16位的4∶2∶2格式的YUV數字視頻信號供ADSP-2181處理分析，后者將經過處理后的數字視頻信號重新轉換為標準模擬視頻信號供監視器顯示。系統還采用了大規模現場可編程門陣列器件(FPGA)，以解決由于視頻采集的復雜時序而造成的處理器負擔過重的問題，其主要用來完成A/D與D/A對兩片幀緩存器的讀寫操作控制，同時也實現一些器件之間接口的邏輯粘連。
本實用新型的機械部件實施例如圖3所示，包括一底座10、安裝在該底座10上的T形載物平臺9和滑桿7，安裝在滑桿7上的用于固定CCD攝像機4以及光學透鏡組5的活動支架6，通過活動支架6，CCD攝像機4以及光學透鏡組5可以沿著滑桿7上下平穩移動，被測試的芯片固定在T形載物平臺9上，載物平臺9安裝在底座10上方，平面鏡陣列1及與其相連的活動關節8被安置在T形載物平臺9的平面下方兩側，可以通過調節活動關節8來調整平面鏡陣列1與芯片引腳平面之間的夾角，達到最佳的成像效果。
本實用新型的檢測原理是，待檢測的DIP芯片被固定載物平臺9上，通過調節活動關節8調整平面鏡陣列1與芯片引腳平面之間的夾角，同時通過調節活動支架6，調整CCD攝像機4以及光學透鏡組5到載物平臺9之間的距離，使得在CCD攝像機4中得到最大且清晰完整的芯片的兩列引腳的成像，CCD攝像機4將該成像轉換為電信號輸入到圖像處理裝置中，電信號經過A/D轉換器件SAA7111變換為數字信號，數字信號由ADSP-2181結合相應的圖像檢測算法進行分析處理，計算出長度和寬度不符合規格，以及存在傾斜的引腳，并以高亮在監視器上顯示。
權利要求1.一種雙列直插式封裝芯片的外觀檢測裝置，包括放置雙列直插式封裝芯片的載物平臺，圖像獲取器，通過電纜線與該圖像獲取裝置相連的圖像處理器以及安裝各器件的機械部件；其特征在于，該圖像獲取器垂直設置在該平臺上，還包括安裝在載物平臺下方用以使該圖像獲取器同時接收到兩列芯片引腳的反射光線的平面鏡陣列。
2.如權利要求1所述的雙列直插式封裝芯片的外觀檢測裝置，其特征在于，該平面鏡陣列由兩塊平面鏡組成，該兩塊平面鏡軸對稱放置，且每一塊平面鏡與水平面的夾角在25度-40度之間。
3.如權利要求2所述的雙列直插式封裝芯片的外觀檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括與該兩平面鏡相連調節其夾角的角度調節機構。
4.如權利要求1所述的雙列直插式封裝芯片的外觀檢測裝置，其特征在于，該機械部件包括一底座、安裝在該底座上的載物平臺和滑桿，安裝在滑桿上的活動支架。
5.如權利要求1所述的雙列直插式封裝芯片的外觀檢測裝置，其特征在于，該圖像獲取器由CCD攝像機和光學透鏡組成。
6.如權利要求1所述的雙列直插式封裝芯片的外觀檢測裝置，其特征在于，該圖像處理器采用ADSP-2181的圖像處理系統，該圖像處理系統可包括ADSP-2181數字信號處理器及大規模現場可編程門陣列器件。
專利摘要本實用新型涉及雙列直插式封裝芯片的外觀檢測裝置，屬于芯片的外觀檢測技術領域。包括放置雙列直插式封裝芯片的載物平臺，圖像獲取器，通過電纜線與該圖像獲取裝置相連的圖像處理器以及安裝各器件的機械部件；該圖像獲取器垂直設置在該平臺上，還包括安裝在載物平臺下方用以使該圖像獲取器同時接收到兩列芯片引腳的反射光線的平面鏡陣列。本實用新型達到了簡化裝置設計，降低設備成本，縮短檢測時間以及提高檢測精度的效果。
文檔編號H01L21/66GK2729901SQ20042008919
公開日2005年9月28日 申請日期2004年9月3日 優先權日2004年9月3日
發明者張利, 羅斯, 汪浩, 趙曉林 申請人:清華大學