一种多角度照明的芯片引脚缺陷检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及产品表面缺陷检测设备领域，尤其涉及一种多角度照明的芯片引脚缺陷检测装置。


背景技术：

2.存储芯片作为半导体元器件中不可或缺的组成部分，存储芯片的国产化是未来国家战略的一部分。但在其制造或者应用过程中经常会产生各种各样的缺陷，从而导致设备出现问题。
3.半导体芯片引脚的缺陷直接影响芯片的性能和寿命。在引脚缺陷检测上，采用机器视觉的方式代替人工肉眼识别，这提高了工业生产线上的生产能力，对于芯片质量的提高和芯片产业的发展有着十分重要的意义。工业生产线上复杂的光照环境以及芯片在载物盘上姿态的不确定性，芯片图像的获取和引脚的定位、检测面临着巨大挑战。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决现有设备无法克服生产环境下的复杂光照且载物盘姿态不确定的问题，所采用的技术方案是：一种多角度照明的芯片引脚缺陷检测装置，包括：支架、传送带、ccd相机、照明灯和转动驱动组件，所述传送带设置于所述支架上，所述ccd相机通过一支臂设置于所述支架上且位于传送带上方，所述转动驱动组件设置于所述支架一侧且用于驱动所述照明灯翻转。
5.进一步改进为，所述照明灯包括连杆、背板和灯带，至少一个所述灯带设置于所述背板上，所述背板两端设置所述连杆，所述连杆连接所述转动驱动组件。
6.进一步改进为，所述转动驱动组件包括：电机和驱动杆，所述电机设置于所述支架上，所述电机连接所述驱动杆，所述连杆的两端连接所述驱动杆。
7.进一步改进为，所述电机为步进电机。
8.进一步改进为，所述传送带两侧设有挡板。
9.进一步改进为，所述支臂包括三节，且相邻两节所述支臂之间通过转轴连接用以调整所述ccd相机在水平及竖直方向上的位置。
10.进一步改进为，所述ccd相机下方的所述传送带一端设有姿态校正组件，所述姿态校正组件包括设置于所述传送带两侧的推板和所述传送带运行方向上的碰撞板，两个所述推板在驱动设备的驱动下对向或背向移动，所述碰撞板在驱动设备的驱动下呈水平或竖直状态，且所述碰撞板上设有碰撞传感器。
11.本实用新型的有益效果是：
12.本实用新型提供的多角度照明的芯片引脚缺陷检测装置，采用灯带进行照明，并配合转动驱动组件，使得灯带照明角度得以变化，从而实现了ccd相机在拍照时，照明灯多角度照明，避免自身背光和承载盘遮挡，使得芯片引脚拍摄更加清晰、精准，以提高芯片引脚缺陷判断的准确性。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
14.图1是本实用新型的多角度照明的芯片引脚缺陷检测装置结构示意图。
具体实施方式
15.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
16.在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。
17.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
18.在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
19.如图1所示，本实用新型提供了一种多角度照明的芯片引脚缺陷检测装置，包括：支架1、传送带2、ccd相机3、照明灯4和转动驱动组件5，所述传送带2设置于所述支架1上，具体地，支架1上包括支腿和固定架，固定架上安装有传送带的辊轮，同时其中一个辊轮上安装有驱动设备，例如：电机，所述ccd相机3通过一支臂6设置于所述支架1上且位于传送带2上方，用于对传送带上的装有产品的物料盘进行拍照，所述转动驱动组件5设置于所述支架1一侧且用于驱动所述照明灯4翻转。当对物料盘进行拍照时，随着照明灯翻转到预设的不同角度时，ccd相机3会拍着至少一张照片。其中，传送带可采用人字形皮带。ccd相机3选用mer
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500
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14um/c的500万像素黑白ccd工业相机，镜头选用焦距为12mm的m4
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mp2镜头。
20.本实用新型提供的多角度照明的芯片引脚缺陷检测装置，采用灯带进行照明，并配合转动驱动组件，使得灯带照明角度得以变化，从而实现了ccd相机在拍照时，照明灯多角度照明，避免自身背光和承载盘遮挡，使得芯片引脚拍摄更加清晰、精准，以提高芯片引脚缺陷判断的准确性。
21.进一步改进为，所述照明灯4包括连杆41、背板42和灯带43，至少一个所述灯带43通过背胶或螺栓安装于所述背板42上，且所述背板42优选为金属背板，以便给灯带43散热，同时，灯带43优选为led灯带，所述背板42两端设置所述连杆41，所述连杆41连接所述转动驱动组件5。
22.进一步改进为，所述转动驱动组件5包括：电机51和驱动杆52，所述电机51设置于所述支架1上，所述电机51连接所述驱动杆52，所述连杆41的两端连接所述驱动杆52。
23.进一步改进为，所述电机51为步进电机，以便照明灯43能够旋转到预设的任意角度。
24.进一步改进为，所述传送带2两侧设有挡板7，以避免传送带2上的物料盘从传送带上掉落。
25.进一步改进为，所述支臂6是由三节短支臂相连接而成，且相邻两节所述支臂之间通过转轴连接用以调整所述ccd相机3在水平及竖直方向上的位置。其中，第一节支臂竖直且能够转动，第二支臂能够在竖直方向上的0
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90度转动，第三节支臂能够在水平方向上0
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90度转动，从而能够将ccd相机3调整到任意需要的角度、位置。在另一实施例中，相邻两节支臂之间的转轴处设有微型电机，用于电动驱动支臂的转动角度。
26.进一步改进为，所述ccd相机3下方的所述传送带一端设有姿态校正组件8，所述姿态校正组件8包括设置于所述传送带2两侧的推板81和所述传送带2运行方向上的碰撞板82，两个所述推板81在驱动设备(电机或气缸)的驱动下对向或背向移动，所述碰撞板82在驱动设备的驱动下呈水平或竖直状态，且所述碰撞板82上设有碰撞传感器。本装置在工作时，物料盘随传送带传送至碰撞板82处并撞击到碰撞传感器，此时，传送带停止工作，两侧的推板81在驱动设备驱动下对向移动，夹住物料盘，将物料盘的方向及位置进行校正，拍照后，推板81收回，碰撞板82抬起。
27.对于拍照后的图像进行一下处理：
28.归一化、高斯降噪；
29.单个芯片图像定位、分割；
30.定位引脚区域，获取芯片引脚属性；
31.利用孤立森林算法识别缺陷并分类。
32.1、图像融合算法：相机会在光源旋转的过程中拍摄若干组图片，我们在对三张原始图片进行降噪、滤波等预处理后，转化为二值图像后，采用基于matlab的小波变换的方式将图片融合，这样做有助于突出图片中的发光区域，避免引脚因照明背光影响检测。
33.2、芯片分割算法：获取图像的最外层边缘信息，也就是承载盘的边界，根据承载盘的规格，进行单个芯片的粗略分割，获得单张芯片的图像。
34.3、引脚属性分析算法：利用高斯降噪等图像预处理算法，获取到一系列白色的连通域，即引脚图像，用图像分析算法，定位白色连通域，获得连通域属性，输入到孤立森林算法中进行评估。
35.4、孤立森林算法：
36.训练阶段
37.1)从训练数据中随机选择ψ个点样本点作为子样本，放入树的根节点。
38.2)随机指定一个维度，在当前节点数据中随机产生一个切割点p——切割点产生于当前节点数据中指定维度的最大值和最小值之间。
39.3)以此切割点生成了一个超平面，然后将当前节点数据空间划分为2个子空间：把指定维度里小于p的数据放在当前节点的左边，把大于等于p的数据放在当前节点的右边。
40.4)在子节点中递归步骤2和3，不断构造新的子节点，直到子节点中只有一个数据(无法再继续切割)或子节点已到达限定高度。
41.5)获得t个itree之后，iforest训练就结束，然后我们可以用生成的iforest来评
估测试数据了。对于一个训练数据x，我们令其遍历每一棵itree，然后计算x最终落在每个树第几层(x在树的高度)。然后我们可以得出x在每棵树的高度平均值。高度越低，越靠近根节点，就更可能是离群值。
42.评估阶段
43.每一个测试样本的异常分数score由期望路径长度e(h(x))得到，值越大，就越有可能是离群值。
44.通过对比同一环境下，不同引脚的图像，离群值图像也就是缺陷引脚，将该图像属性对比标准引脚属性，判断引脚缺陷类型。
45.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。