专利名称：双列直插式封装芯片的外观检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于芯片的外观检测技术领域，特别是涉及一种针对双列直插式封装(Dual In-line Package，简称DIP)芯片的弯引脚、高低引脚以及引脚宽度进行有效检测并判断其是否符合规格的外观检测装置。
背景技术：
集成电路芯片(IC)在制造工序完成之后，需经过封装测试机测试其电气性能合格之后方能出货，但是这种测试仅限于检测产品的电气性能，而不能对产品的外观进行检测，因此，外观上存在缺陷的产品也常混入合格产品中一起出货，造成出厂合格率的降低。传统上以人工抽检的方式来进行外观检测的办法目前还在广泛使用，但显然存在生产效率低、可靠性差以及劳动成本高等缺点。
由计算机、图像获取设备以及相应的软件，可以构成一套获取物体图像，对图像进行处理分析并获得物品外观规格的装置，可取代人工检测的方法，其特征是无需人工干预，检测速度快以及准确率高。目前，这类基于计算机及其相关算法的外观检测设备在工业生产中已经得到越来越多的应用。
DIP芯片，作为电子产品中的重要器件，目前仍在广泛使用，特别是在对产品的体积大小要求不高的应用场合。DIP芯片由芯片管身以及两列芯片引脚构成，为对称结构，每一列所包含的引脚数相同且一一对应。对于一片外观合格的DIP芯片，要求其每一根引脚的长度以及宽度相同，且不能有弯曲的情况出现。
为了对DIP芯片每一列上的各个引脚进行外观检测，检测内容包括引脚的长度、引脚的宽度以及引脚的线性度。已有的一种DIP芯片的外观检测装置，如图1所示，在芯片管身2的两列引脚3的侧方各安装一部摄像机4及与其相连的装有图像采集卡的计算机(图中未示出)。但是这种方法存在下列明显的缺点1、需要两部摄像机，两块图像采集卡，甚至两部计算机才可能完成检测任务，这无疑增加了检测设备的成本；2、由于拍摄时间、拍摄角度以及误差的影响，两幅图像的简单拼接并不等同于芯片的真实样貌，也就是说，需要对两幅图像分别进行倾斜度检测以及基准点校正，加重了系统的负担，延长了检测时间；3、由于受芯片引脚的长宽比例的限制，在摄像机的分辨率一定的情况下，一列引脚在图像中所能占据的象素个数最多只等于摄像机所能提供的总象素数的 至 左右，从而造成了大量有效象素的浪费。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述问题而提供一种双列直插式封装芯片的外观检测装置，其克服了已有装置的缺点，达到了简化装置设计，降低设备成本，缩短检测时间以及提高检测精度的效果。
本实用新型的技术方案包括放置双列直插式封装芯片的载物平台，图像获取器，通过电缆线与该图像获取装置相连的图像处理器以及安装各器件的机械部件；其特征在于，该图像获取器垂直设置在该平台上，还包括安装在载物平台下方用以使该图像获取器同时接收到两列芯片引脚的反射光线的平面镜阵列。
该平面镜阵列可由两块平面镜组成，该两块平面镜轴对称放置，且每一块平面镜与水平面的夹角可在25度-40度之间。
上述装置还可包括调节该平面镜阵列夹角的角度调节机构。
上述机械部件可包括一底座、安装在该底座上的载物平台和滑杆，安装在滑杆上的活动支架。
上述图像获取器可由CCD摄像机和光学透镜组成。
上述图像处理器可采用ADSP-2181的图像处理系统，该图像处理系统可包括ADSP-2181数字信号处理器及大规模现场可编程门阵列器件。
本实用新型的优势在于，通过在DIP芯片引脚两侧放置一组平面镜阵列，仅利用放置于芯片上部的一台摄像机对芯片的两列引脚进行一次性成像，同时通过适当调整镜面与引脚平面之间的夹角，在引脚的长度方向上获得一定程度的放大，有利于后续的图像检测过程。达到了简化系统设计，降低设备成本，缩短检测时间以及提高检测精度的效果。
图1为已有的同时利用两部摄像机的DIP芯片外观检测装置示意图。
图2为本实用新型主要组成器件实施例构成示意图。
图3为本实用新型的机械部件实施例结构示意图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的主要部件，如图2所示，包括放置双列直插式封装芯片2的载物平台9，安装在该平台上的图像获取器4，通过电缆线与该图像获取装置相连的图像处理器及安装各器件的机械部件(图中未示出)；该图像获取器4垂直设置在该平台5上，还包括安装在载物平台下方用以使该图像获取器同时接收到两列芯片引脚的反射光线的平面镜阵列1。
本实用新型的平面镜阵列1实施例可由两块轴对称的平面镜组成，中心相隔3-4cm的，每一块平面镜的长宽尺寸为12cm×5cm，每一块平面镜与载物平台的夹角在25度-40度之间，具体取值视待测芯片的管身宽度，引脚的长度及其与载物平台的夹角，以及CCD摄像机与载物平台之间的距离而决定。平面镜角度的调节由安置于平面镜背部的机械调节器来完成。平面镜阵列被安装在载物平台的正下方，使得平面镜平面与载物平台的长边平行。在正式进行检测之前，还需要对平面镜的偏转角度做微小的调整，调整的标准以在监视器中能够观察到最大且清晰完整的芯片的全貌为准。
本实用新型的图像获取器4实施例可由CCD摄像机和光学透镜组共同构成。CCD摄像机使用的是美国UNIQ公司生产的UM-201黑白摄像机，其分辨率为752(H)×582(V)，能够提供56dB的信噪比。CCD摄像机安置在载物平台的正上方，用于获取从平面镜阵列反射出来的携带被测芯片图像信息的光线，CCD摄像机将光信号转换为同样携带图像信息的电信号，并将该电信号传输到图像处理器进行分析及检测。CCD摄像机能够进行上下移动(通过平台的滑杆，如图3所示)，以获得最佳的成像效果。在CCD摄像机的前端设置的一组光学透镜组是为了让待测芯片的图像在CCD成像器件中占据最多的象素个数，换句话来说，对芯片的成像进行适当的放大以占据CCD中的最大有效面积，从而有利于进行更精确的检测。
本实用新型的图像处理器的实施例是基于ADSP-2181的图像处理系统，完成包括图像预处理及图像分析检测等任务。该图像处理系统的核心处理单元为美国模拟器件公司(AD)的ADSP-2181数字信号处理器，其指令周期仅为30ns，配备16K×16字节的数据存储器以及16K×24字节的程序存储器，可满足一般图像处理算法速度以及数据存取量的要求。系统的A/D，D/A转换分别采用了荷兰菲利普公司(Philips)的SAA7111以及模拟器件公司的ADV7176，前者将标准模拟视频(NTSC或者PAL)信号转换为16位的4∶2∶2格式的YUV数字视频信号供ADSP-2181处理分析，后者将经过处理后的数字视频信号重新转换为标准模拟视频信号供监视器显示。系统还采用了大规模现场可编程门阵列器件(FPGA)，以解决由于视频采集的复杂时序而造成的处理器负担过重的问题，其主要用来完成A/D与D/A对两片帧缓存器的读写操作控制，同时也实现一些器件之间接口的逻辑粘连。
本实用新型的机械部件实施例如图3所示，包括一底座10、安装在该底座10上的T形载物平台9和滑杆7，安装在滑杆7上的用于固定CCD摄像机4以及光学透镜组5的活动支架6，通过活动支架6，CCD摄像机4以及光学透镜组5可以沿着滑杆7上下平稳移动，被测试的芯片固定在T形载物平台9上，载物平台9安装在底座10上方，平面镜阵列1及与其相连的活动关节8被安置在T形载物平台9的平面下方两侧，可以通过调节活动关节8来调整平面镜阵列1与芯片引脚平面之间的夹角，达到最佳的成像效果。
本实用新型的检测原理是，待检测的DIP芯片被固定载物平台9上，通过调节活动关节8调整平面镜阵列1与芯片引脚平面之间的夹角，同时通过调节活动支架6，调整CCD摄像机4以及光学透镜组5到载物平台9之间的距离，使得在CCD摄像机4中得到最大且清晰完整的芯片的两列引脚的成像，CCD摄像机4将该成像转换为电信号输入到图像处理装置中，电信号经过A/D转换器件SAA7111变换为数字信号，数字信号由ADSP-2181结合相应的图像检测算法进行分析处理，计算出长度和宽度不符合规格，以及存在倾斜的引脚，并以高亮在监视器上显示。
权利要求1.一种双列直插式封装芯片的外观检测装置，包括放置双列直插式封装芯片的载物平台，图像获取器，通过电缆线与该图像获取装置相连的图像处理器以及安装各器件的机械部件；其特征在于，该图像获取器垂直设置在该平台上，还包括安装在载物平台下方用以使该图像获取器同时接收到两列芯片引脚的反射光线的平面镜阵列。
2.如权利要求1所述的双列直插式封装芯片的外观检测装置，其特征在于，该平面镜阵列由两块平面镜组成，该两块平面镜轴对称放置，且每一块平面镜与水平面的夹角在25度-40度之间。
3.如权利要求2所述的双列直插式封装芯片的外观检测装置，其特征在于，所述装置还包括与该两平面镜相连调节其夹角的角度调节机构。
4.如权利要求1所述的双列直插式封装芯片的外观检测装置，其特征在于，该机械部件包括一底座、安装在该底座上的载物平台和滑杆，安装在滑杆上的活动支架。
5.如权利要求1所述的双列直插式封装芯片的外观检测装置，其特征在于，该图像获取器由CCD摄像机和光学透镜组成。
6.如权利要求1所述的双列直插式封装芯片的外观检测装置，其特征在于，该图像处理器采用ADSP-2181的图像处理系统，该图像处理系统可包括ADSP-2181数字信号处理器及大规模现场可编程门阵列器件。
专利摘要本实用新型涉及双列直插式封装芯片的外观检测装置，属于芯片的外观检测技术领域。包括放置双列直插式封装芯片的载物平台，图像获取器，通过电缆线与该图像获取装置相连的图像处理器以及安装各器件的机械部件；该图像获取器垂直设置在该平台上，还包括安装在载物平台下方用以使该图像获取器同时接收到两列芯片引脚的反射光线的平面镜阵列。本实用新型达到了简化装置设计，降低设备成本，缩短检测时间以及提高检测精度的效果。
文档编号H01L21/66GK2729901SQ20042008919
公开日2005年9月28日 申请日期2004年9月3日 优先权日2004年9月3日
发明者张利, 罗斯, 汪浩, 赵晓林 申请人:清华大学