专利名称：对称式表面封装型集成电路管脚测试仪的制作方法
技术领域：
该实用新型属于表面封装型大规模及超大规模集成电路的检测仪器类，应用于表面封装型集成电路管脚三维空间位置的精确测量。
对于表面封装型(Surface Mount Device简称SMD)大规模及超大规模集成电路的新型器件，它的管脚数量多(可多达240个)，尺寸细，间距小，在封装流水线上容易碰动变形，从而影响焊接时的可靠性。目前国内外已生产多种类似的测试仪器，用在流水线上检测封装完的器件管脚的三维空间位置，但是这些检测仪器都是用两个光学通道分别对准集成电路的新型器件SMD的两个相邻边的管脚，将它们成像于两个电荷耦合器件CCD上，每次测试只能测出器件两边的管脚，若再测其余两边的管脚时，必须将SMD器件旋转180°进行测试(参见图1)。这样，由于旋转过程中SMD器件可能发生的位移，或者是旋转轴和SMD器件平面不严格垂直造成显著的测量误差，同时旋转过程还需占据测量的时间。因此，现有的测试仪器具有上述的缺欠与不便。
该实用新型的发明目的就是为了克服上述已有的测试仪器之不足，设计了新型对称式表面封装型集成电路管脚测试仪，采用了两个相互垂直又个自独立的光学系统，可以用两个光学通道同时测量SMD器件四边的管脚，而且在对器件测量过程中，不需要对器件旋转即可进行测量。这种新型测试仪，可以应用于表面封装型集成电路管脚三维空间位置的精确测量。
本实用新型的发明内容结合附图加以说明如下对于现有的测量系统，SMD器件的一条边就需要一个光学通道，两个光学通道每次只能测出SMD器件的两个相邻边的管脚。如图1(a)、图1(b)所示。
对图1(a)，SMD器件的一组相邻边A、B，经物方远心成像系统2和6，导入电荷耦合器件CCD3和CCD5，然后进入图像采集处理系统4进行检测。
对图1(b)，若要测SMD器件的另一相邻边C、D，需要将SMD器件旋转180°，C、D两边经物方远心成像系统2和6，导入电荷耦合器件CCD3和CCD5，然后进入图像采集处理系统4进行检测。
本实用新型采用对称的设计，用两个光学通道同时测量器件的四边。该测试仪的垂直通道光学系统见图2所示。
由光源11发出的光照射SMD器件的两排管脚A、C，经A、C两排管脚反射的两束光线分别经反射镜7、10及菱形棱镜组8、9，导入物方远心成像系统2，使器件的一组对边A、C在同一个电荷耦合器件CCD3上成像。A、C两个成像子系统关于垂直通道光学系统的对称轴PQ完全对称，并共用一个物方远心成像系统2，一个CCD3及一套图像采集、处理系统4。
该测试仪的水平通道光学系统见图3所示。该系统利用两个平面反射镜13、14将光路折转90°，被折转90°的两束光再经菱形棱镜组15，17，导入物方远心成像系统6，使SMD器件的另一组对边B、D在同一个电荷耦合器件CCD5上成像。B、D两个成像子系统共用一个物方远心成像系统6，一个CCD5及一套图像采集处理系统4。必要时，可在物方远心成像系统6中间加一个平面反射镜16，使后面光路折转90°，进入CCD5，这样设计光路，可以缩小测试仪的体积。
上述垂直与水平两个光学通道互相独立，互不干扰，并可将SMD的四边同时在两个CCD上成像，即在CCD3及CCD5上成像，同时测量SMD器件四边的管脚。
必要时，两个通道均可采用图3的方案，构成平面型系统。如图4所示。A、C两组对边经两个平面反射镜13、14将光路折转90°，被折转90°的两束光再经菱形棱镜组15、17导入物方远心成像系统6，使SMD器件的一组对边A、C在同一个电荷耦合器件CCD5上成像。然后进入图像采集处理系统4进行检测。器件的另一组对边B、D经两个平面反射镜13、14将光路折转90°被折转90°的两束光再经菱形棱镜组15、17导入物方远心成像系统6，使SMD器件的另一组对边B、D在同一个电荷耦合器件CCD5上成像。然后进入图像采集处理系统4进行检测。
根据上述方案制成的集成电路管脚测试仪，其优点及效果是可以对SMD器件四边的管脚同时成像在两个CCD上，即同时测量SMD器件四边的管脚。SMD器件在测量过程中无需旋转，从而消除了由于SMD器件旋转而带来的所有缺点。该仪器还可省去SMD器件的旋转机构及省去测量所占据的时间。该测试仪结构紧凑，性能稳定，调节方便，而且成本低。广泛应用在大规模及超大规模集成电路检测中。
本实用新型的实施例见图2-图4。并按前面所述的各个部件之相互位置及光学系统之装置。所采用的零件实际参数为光源11采用波段为630nm-690nm的发光二级管；反射镜尺寸为50mm×20mm，厚3mm，反射率＞99％；菱形棱镜通光口径为58mm×10mm；物方远心成像系统参数为孔径54mm，入瞳距33160mm，相对孔径1∶4；CCD像素数为1500×600。
图1(a)器件的A、B相邻边测量系统1.SMD器件2.物方远心成像系统3.电荷耦合器件(CCD)4.图像采集处理系统5.电荷耦合器件(CCD)6.物方远心成像系统图1(b)器件旋转180°后，C、D相邻边测量系统1.SMD器件2.物方远心成像系统3.电荷耦合器件(CCD)4.图像采集处理系统5.电荷耦合器件(CCD)6.物方远心成像系统A、B、C、DSMD器件四边管脚图2垂直通道光学系统7.反射镜8.菱形棱镜9.菱形棱镜10.反射镜11.光源A、CSMD器件二边管脚图3水平通道光学系统12.反射镜13.反射镜14.反射镜15.菱形棱镜16.反射镜17.菱形棱镜18.反射镜B、DSMD器件二边管脚图4平面型系统示意图
权利要求1.一种具有照明系统、分光系统、高分辨率物方远心成像系统、电荷藕合器件(CCD)及图像采集处理系统结构的新型对称式表面封装型集成电路管脚测试仪，其特征在于采用了可以对器件四边同时测量的两个互相垂直又各自独立的光学通道系统。1.1上述的两个独立的光学通道系统，是完全对称并相互成垂直放置，其构成是由垂直方向的物方远心成像系统2，在2后面同一光轴方向上放置电荷耦合器件CCD3；在水平方向是物方远心成像系统6，其后同一光轴方向上放置电荷耦合器件CCD5，并在CCD3及CCD5后面联接图象采集处理系统4。1.2上述的两个独立光学通道系统，其垂直光学通道采用反射镜7、10和菱形棱境组8、9导入物方远心成像系统2；其水平光学通道采用反射镜13、14将光路折转90°，再由菱形棱镜组15、17导入物方远心成像系统6。
2.按照权利要求1所述的对称式表面封装型集成电路管脚测试仪，其特征在于垂直光学通道设置了可使被测器件的一组对边同时在一个CCD3上成像的反射镜、菱形棱镜组和远心成像系统2，且两对边成像子系统共用一个物方远心成像系统、一个CCD及一套图象采集处理系统，且两对边成像子系统是相对PQ对称轴完全对称的。
3.按照权利要求1所述的对称式表面封装型集成电路管脚测试仪，其特征在于水平光学通道设置了可使被测器件的另一组对边同在一个CCD5上成像的反射镜、菱形棱镜组和物方远心成像系统6，必要时可在6中插入一个改变光路的平面反射镜，使光路向下折转90°，进入CCD5中。
4.按照权利要求1所述的对称式表面封装型集成电路管脚测试仪，其特征在于可以用两个互相垂直且各自独立的水平光学通道构成平面型系统。
5.按照权利要求1、2、3、4所述的对称式表面封装型集成电路管脚测试仪，其特征在于垂直光学通道与水平光学通道分别产生相互独立、互不干扰的两条光路，即SMD器件的一组对边通过垂直光学通道的两条光路成像在一个CCD上，将SMD的另一组对边通过水平通道的两条光路成像在另一个CCD上，这样可以将SMD器件的四边管脚同时成像在两个CCD上进行测量。
专利摘要该实用新型对称式表面封装型集成电路管脚测试仪，采用对称的设计方案，是由两个通道实现了表面封装型集成电路器件四边同时成像。应用在大规模及超大规模集成电路的检测中。可以快速、准确地测量器件管脚的三维空间位置。该仪器性能稳定，结构紧凑，调节方便，而且成本低。
文档编号G01R31/311GK2264375SQ96209839
公开日1997年10月8日 申请日期1996年5月6日 优先权日1996年5月6日
发明者宋菲君, 王瑜, 杨颜峰, 俞蕾, 张 荣 申请人:中国大恒公司光电研究所