面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置

本发明属于封装芯片缺陷检测，本发明涉及一种面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置。

背景技术：

1、随着智能制造技术的迅猛发展，基于视觉成像技术实现精准的封装芯片缺陷检测已成为国内外研究的热点。国内当前在常规芯片的封装制造中，快速、稳定的芯片扫描装置是保证其效率的关键，因此本发明所设计的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置具有重要的实际应用价值。

2、通常基于缺陷检测方法在算法复杂度、计算效率上已经达到一个很好的发展水平，然而目标图像的获取是源头和保证。当前通过人工操作的方式进行芯片扫描成像，容易受到人为因素的影响，导致特征配准与检测结果不够准确一致。此外，人工操作不可避免地存在主观性和疲劳等问题，同时增加了生产成本和人力管理的复杂性。

3、传统的自动化设备在封装芯片检测方面存在局限性。这些设备通常只能检测表面上的明显缺陷，而对于微小的封装不良或内部故障，很难进行成像和检测。这种局限性会致使缺陷产品未能被及时发现，进而带来不必要的成本损失和质量问题。其次，对于传统的封装芯片的检测装置，一次只能检测一个封装芯片或是少量的封装芯片，扫描过程中整个效率较低，并且对于传统的检测设备多采用简单的自动化装置，效率很低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，本发明设计了一款圆柱体封装芯片批量检测吸取装置，一次可以吸取多个芯片，通过在系统装置中内置伺服驱动电机，可以实现圆柱体在一定角度内进行旋转，配合工业相机多自由度移动支架装置，使得线阵扫描相机与被检测的封装芯片能够形成符合成像的需求视角，保证成像的准确性，以及成像图片的质量，利于后续图像的处理，大大提高了检测的效率。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：

3、一种面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，包括底座和设置于所述底座的移动支架机构，所述移动支架机构上设置有工业相机，所述底座上还设置有芯片检测移动支架，所述芯片检测移动支架设置有芯片吸取机构，所述芯片吸取机构包括柱体框架，所述柱体框架旋转连接于所述芯片检测移动支架，所述柱体框架上设置有至少一组吸盘架，所述吸盘架内部为中空结构，所述吸盘架上设置有多个气嘴，所述气嘴上设置有吸盘，所述吸盘架还设置有气泵接口，所述气泵接口连接气源。

4、优选的技术方案中，所述柱体框架包括安装杆，所述安装杆两端设置有安装架，所述安装架上设置有凹槽，所述凹槽用于安装吸盘架。

5、优选的技术方案中，所述凹槽包括球形凹槽，所述吸盘架两端设置有球形活动副，所述球形凹槽与球形活动副配合活动。

6、优选的技术方案中，所述凹槽还包括l型凹槽，所述l型凹槽与所述球形凹槽连通，所述l型凹槽设置有t型栓动可拆卸阀门。

7、优选的技术方案中，所述柱体框架的安装架内侧中部设置有中心固定从动轮，所述中心固定从动轮与主动轮啮合传动，所述主动轮由驱动电机驱动，所述吸盘架一端设置有转动齿轮，所述转动齿轮与中心固定从动轮啮合传动。

8、优选的技术方案中，所述移动支架机构包括移动支架，所述移动支架间设置有滑轨，所述滑轨上设置有x轴滑轮组、y轴滑轮组和z轴滑轮组，所述x轴滑轮组、y轴滑轮组和z轴滑轮组通过电机驱动，所述z轴滑轮组上设置有工业相机。

9、优选的技术方案中，所述芯片检测移动支架包括支撑架，所述支撑架用于安装柱体框架，所述支撑架上设置有驱动滑轮组，所述驱动滑轮组驱动柱体框架转动。

10、优选的技术方案中，所述支撑架安装于竖直移动机构，所述竖直移动机构包括导轨、伺服电机和同步带，所述支撑架安装于导轨，通过伺服电机和同步带驱动支撑架在竖直方向移动。

11、优选的技术方案中，所述底座还配合有传送带和芯片放置固定托盘，所述芯片放置固定托盘内设置有芯片放置固定卡槽，所述芯片放置固定卡槽内设置有传感器。

12、优选的技术方案中，所述芯片放置固定托盘底部设置有球形副，所述球形副外围包裹有球形副橡胶轮胎，所述球形副橡胶轮胎在一定范围内转动，所述传送带上设置有两条平行的轨道，所述球形副橡胶轮胎设置于轨道内。

13、本发明与现有技术相比，其显著优点为：

14、本发明的装置通过工业相机多自由度移动支架机构，可以实现灵活移动和准确的定位。相对于传统的人工操作或简单的固定式自动化设备，这种通过将视觉传感器与工业相机多自由度移动支架装置结合的发明装置，能够根据生产线需求自由调整位置，适应不同尺寸和位置的芯片。这种灵活性大大提高了生产线的适应性和生产效率。

15、本装置采用自主设计的圆柱体形状的封装芯片批量检测吸取机构，能够一次吸取多个芯片，配合外置伺服驱动的电机允许整个封装芯片吸取机构进行转动，配合线阵扫描相机，可以快速准确的对封装芯片进行线阵扫描成像，因为每次检测的封装芯片的数量较传统上有很大的增加，所以从根源上解决了封装芯片检测的低效性问题。

16、此外，该装置还拓展了激光传感器在芯片封装生产线的应用领域。通过结合视觉传感器和工业相机多自由度移动支架装置，本发明装置能够智能感知吸盘上芯片扫描效果，实时调整，从而提高生产线的自动化水平和精确性。

技术特征：

1.一种面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，包括底座和设置于所述底座的移动支架机构，所述移动支架机构上设置有工业相机，其特征在于，所述底座上还设置有芯片检测移动支架，所述芯片检测移动支架设置有芯片吸取机构，所述芯片吸取机构包括柱体框架，所述柱体框架旋转连接于所述芯片检测移动支架，所述柱体框架上设置有至少一组吸盘架，所述吸盘架内部为中空结构，所述吸盘架上设置有多个气嘴，所述气嘴上设置有吸盘，所述吸盘架还设置有气泵接口，所述气泵接口连接气源。

2.根据权利要求1所述的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，其特征在于，所述柱体框架包括安装杆，所述安装杆两端设置有安装架，所述安装架上设置有凹槽，所述凹槽用于安装吸盘架。

3.根据权利要求2所述的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，其特征在于，所述凹槽包括球形凹槽，所述吸盘架两端设置有球形活动副，所述球形凹槽与球形活动副配合活动。

4.根据权利要求3所述的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，其特征在于，所述凹槽还包括l型凹槽，所述l型凹槽与所述球形凹槽连通，所述l型凹槽设置有t型栓动可拆卸阀门。

5.根据权利要求2所述的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，其特征在于，所述柱体框架的安装架内侧中部设置有中心固定从动轮，所述中心固定从动轮与主动轮啮合传动，所述主动轮由驱动电机驱动，所述吸盘架一端设置有转动齿轮，所述转动齿轮与中心固定从动轮啮合传动。

6.根据权利要求1所述的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，其特征在于，所述移动支架机构包括移动支架，所述移动支架间设置有滑轨，所述滑轨上设置有x轴滑轮组、y轴滑轮组和z轴滑轮组，所述x轴滑轮组、y轴滑轮组和z轴滑轮组通过电机驱动，所述z轴滑轮组上设置有工业相机。

7.根据权利要求1所述的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，其特征在于，所述芯片检测移动支架包括支撑架，所述支撑架用于安装柱体框架，所述支撑架上设置有驱动滑轮组，所述驱动滑轮组驱动柱体框架转动。

8.根据权利要求7所述的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，其特征在于，所述支撑架安装于竖直移动机构，所述竖直移动机构包括导轨、伺服电机和同步带，所述支撑架安装于导轨，通过伺服电机和同步带驱动支撑架在竖直方向移动。

9.根据权利要求1所述的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，其特征在于，所述底座还配合有传送带和芯片放置固定托盘，所述芯片放置固定托盘内设置有芯片放置固定卡槽，所述芯片放置固定卡槽内设置有传感器。

10.根据权利要求9所述的面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，其特征在于，所述芯片放置固定托盘底部设置有球形副，所述球形副外围包裹有球形副橡胶轮胎，所述球形副橡胶轮胎在一定范围内转动，所述传送带上设置有两条平行的轨道，所述球形副橡胶轮胎设置于轨道内。

技术总结
本发明公开了一种面向封装芯片批量检测的视觉稳定扫描成像装置，包括底座和设置于所述底座的移动支架机构，所述移动支架机构上设置有工业相机，所述底座上还设置有芯片检测移动支架，所述芯片检测移动支架设置有芯片吸取机构，所述芯片吸取机构包括柱体框架，所述柱体框架旋转连接于所述芯片检测移动支架，所述柱体框架上设置有至少一组吸盘架，所述吸盘架内部为中空结构，所述吸盘架上设置有多个气嘴，所述气嘴上设置有吸盘，所述吸盘架还设置有气泵接口，所述气泵接口连接气源。芯片吸取机构可以旋转，配合工业相机多自由度移动支架装置，使得线阵扫描相机与被检测的芯片能够形成符合成像的需求视角，保证成像的准确性，提高了检测的效率。

技术研发人员：翟树峰,朱玲羽,张贵阳,郑雷,宗天煜,方绍伟,赵雨辰,杨佳琦,张文浩,张夏玮,杨辰宇,史曼芸,唐浩铭,王云龙,曹洁洁
受保护的技术使用者：常熟理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16