一种双工位高速精密视觉检测系统的制作方法

本实用新型属于工业无损检测，具体涉及一种双工位高速精密视觉检测系统。

背景技术：

柔性集成电路封装基板(Flexible Printed IntegratedCircuit Substrates，简称FPS)，是一种在聚酰亚胺柔性基板材料表面使用铜箔腐蚀形成线路的印刷线路基板。目前，FPS线路尺寸已达到微米级别，并随着IC制程的技术进步向纳米级方向发展。随着FPS的线路越来越精细，其制造过程中产生的缺陷也越来越复杂，厂家对质量和缺陷的控制也越来越严格，检测难度大大增加。目前，工厂大多采用机器视觉初检确定缺陷位置，再采用人工细检的方法对FPS进行品质检测，劳动量大。传统的AOI检测和人工目检方式已经无法适应生产现场的检测需求，急需开发一款高速精密视觉检测设备与系统。采用图像平滑、图像拼接、点集拓扑、微分几何等先进算法对FPS主要物理参数及缺陷模式进行初步判定，辅助人工检测，对提高产品良率具有极大的意义。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种双工位高速精密视觉检测系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种双工位高速精密视觉检测系统，包括XYZ轴精密运动平台、显微镜检测平台及变倍镜检测平台，所述显微镜检测平台及变倍镜检测平台设置在XYZ轴精密运动平台，还包括用于控制XYZ轴精密平台移动实现显微镜检测平台及变倍镜检测平台切换的工控机，所述工控机分别与显微镜检测平台及变倍镜检测平台连接，所述XYZ轴精密平台包括X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块及用于驱动X、Y、Z轴导轨移动的电机，X轴导轨固定在底座上，Y轴导轨通过第一滑块连接X轴导轨，所述Z轴导轨通过第二滑块与Y轴导轨连接。

所述显微镜检测平台包括金相显微镜、卤素灯光源及CCD工业相机，所述CCD工业相机设置在Z轴导轨上。

所述变倍镜检测平台包括CCD工业相机、变倍可调焦镜头及LED同轴光光源装置，所述CCD工业相机设置在Z轴导轨上。

所述Z轴导轨设置抱闸装置。

所述CCD工业相机的像素为500万像素。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型面向高密度FPS制造过程的钻孔、图形转移、刻蚀、印制等关键工序及成品进行全自动智能缺陷检测分析，有利于提高生产效率与产品良率；

(2)本实用采用XYZ三轴运动结构，图像采集系统更为灵活，工作范围更大，具有应用范围广的特点，对于精密的平面物件均能进行有效的检测。

(3)本实用应用范围包括晶圆、CCD、IC封装引线键合、IC封装基板、柔性印刷电路板等多对象的表面缺陷检测，有广泛的工业无损检测应用意义。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本发明XYZ轴精密平台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1及图2所示，一种双工位高速精密视觉检测系统，适用于高密度FPS制造过程的钻孔、图形转移、刻蚀、印制等关键工序及成品进行全自动智能缺陷检测分析，包括XYZ轴精密运动平台、工控机、显微镜检测平台及变倍镜检测平台。

所述工控机，用于控制XYZ轴精密运动平台的精准控制，实现显微镜检测平台与变倍镜检测平台的自动切换。

所述XYZ轴精密运动平台8包括X轴导轨14、Y轴导轨12、Z轴导轨13、第一滑块9、第二滑块10、第三滑块11及用于驱动X、Y、Z轴导轨移动的电机，X轴导轨固定在底座上，Y轴导轨通过第一滑块连接X轴导轨，所述Z轴导轨通过第二滑块与Y轴导轨连接，图像采集设备通过第三滑块与Z轴导轨连接，第一滑块由X轴伺服电机控制，第二滑块由Y轴伺服电机控制，第三滑块由Z轴伺服电机控制。

所述显微镜检测平台包括金相显微镜2、卤素灯光源1及CCD工业相机7，所述显微镜检测平台整个设置在Z轴导轨上，卤素灯光源为金相显微镜提供光源并连成一体，所述CCD工业相机设置在Z轴导轨上。本实施例采用五目金相显微镜具有2.5X-50X的可扩展性，可通过标准C-MOUNT接口，连接图像分析系统。卤素灯光源采用同轴光源结构，多色滤光片可调。CCD工业相机选用500万像素，相机的帧率可以达到17FPS。

所述变倍镜检测平台设置在Z轴导轨上，包括CCD工业相机7、变倍可调焦镜头4及LED同轴光光源3装置，LED同轴光光源为变倍可调焦镜头提供光源，并位于变倍可调焦镜头的下方。所述CCD工业相机设置在Z轴导轨上。变倍镜检测平台主要针对精度在10um以上，或盖膜的景深范围在0.1-1.7mm的柔性电路板产品，实现粗检。变倍可调焦镜头采用组合式搭配设计，倍率涵盖0.09-180倍光学放大，高分辨率、高对比度成像。

本实施例中，变倍镜CCD选用大恒图像125万像素彩色相机，MER-125-30UC，分辨率为1292x 964，相机帧率为30fps，CCD尺寸为1/3英寸，逐行扫描曝光方式，镜头接口为C接口。

通过控制XYZ轴导轨移动的电机可以控制安装在Z轴的双CCD相机在工作台平面上进行三维移动。

本实用新型通过控制第一、第二及第三滑块运动，可以使图像采集在XY平面上自由移动，对准XY平台上的待检测物件。其工作范围为XY轴的运动范围，比运动载物台工作范围扩大。

通过控制Z轴导轨的运动，改变图像采集系统的工作距离，从而达到图像采集系统的焦距对准，可以实现显微镜与普通变倍镜系统的自由切换。

Z轴导轨承载CCD工业相机，体积重量大，经过长时间放置，会有不同程度的下沉，且机械振动对Z轴的位置会有一定的影响，故每次采集工作完成后，图像采集系统回原点时，都会进行一次Z轴校准工作。

由于Z轴承载重量大，当Z轴在缓慢上升的过程中，重力势能逐渐增大，上升到一定的高度时，会有一定的下滑，因此设置抱闸装置把Z轴导轨给锁死，使Z轴导轨稳定在设置高度。

本实施例中还包括载物平台，主要由大理石载物台5及真空吸盘6构成。

本实施例的工作过程为：

变倍镜检测平台在XYZ轴精密运动平台的控制下采用Z字型优化路径进行图像采集，用标准模板图像与拼接图像进行图像匹配，两幅图像有差异的区域即为疑似缺陷区域，记录缺陷的位置，完成粗检过程。

在XYZ轴精密运动平台的控制下，切换显微镜检测平台，将CCD对准粗检过程检测到的缺陷的位置，记录缺陷的位置。

系统面向一般平面对象的多尺度超精密外观检测需求，对于3微米以上精度物件用变倍镜ccd成像、3微米以下精度物件采用显微成像，通过双CCD组合形式来实现不同检测尺度要求的应用需求。上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。