一种表面缺陷检测光源及检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及表面检测技术领域，具体为一种表面缺陷检测光源及检测装置。


背景技术：

2.封装基板是芯片封装体的重要组成材料，完整的芯片由裸芯片(晶圆片)与封装体(封装基板及固封材料、引线等)组合而成。ic封装成本包括封装基板、包装材料、设备贬值和测试等，其中ic载板成本占比超过30％，是集成电路封装的主要成本。
3.目前全球电子信息产品设计和制造主要向高频高速、轻、小、薄、便携式发展和多功能系统集成方向发展，导致产品质量检测要求越来越高，目前采用人工检测的方式效率难以跟上，且工人长时间在强光下作业，对眼睛有极大的伤害，工厂同时还面临招工难的窘境。故引进机器视觉检测迫在眉睫。
4.封装基板由于不同的种类以及各家不同的工艺水平，导致产品外观以及表面纹路差距较大，所以机器视觉检测需要兼容不同种类产品的成像均匀性、一致性、还需要凸显缺陷以及各种材料的对比度。
5.目前市面上常规方案有两种。一种为隧道光源。该方案检测难点在于产品成像过于均匀，无法突出缺陷的对比度。算法难以识别出缺陷。另一种为同轴光源或者低角度光源。该方案检测难点在于，产品表面纹理对于成像有巨大干扰，算法难以分别缺陷和产品的纹理。
6.所以市场急需一种既可以凸显缺陷对比度，又可以降低表面纹理干扰的成像方式及检测系统，该系统对光源光场分布的要求是既能保证光线的方向性(凸显缺陷对比度)又有一定的散射性(匀化表面纹理)。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种表面缺陷检测光源及检测装置，以解决上述背景技术中提出的目前隧道光源对于产品成像过于均匀，无法突出缺陷的对比度，算法难以识别出的缺陷，而同轴光源或者低角度光源则存在产品表面纹理对于成像有巨大干扰，算法难以分别缺陷和产品的纹理的缺陷。缺乏一种综合性能强的光源和检测装置的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种表面缺陷检测光源，包括面光源本体，面光源本体上相邻分布着第一光区、第二光区和第三光区，第一光区、第二光区和第三光区内都均匀的排布着波长为λ1的灯珠，第一光区内的相邻两列灯珠之间还设有一列波长为λ2的灯珠；第三光区内的相邻两列灯珠之间也设有一列波长为λ2的灯珠；且第一光区、第三光区内的波长为λ1的灯珠，波长为λ2的灯珠的亮度能够通过亮度调节装置进行独立调节。
9.一种表面缺陷检测装置，使用了上述表面缺陷检测光源，表面缺陷检测光源设置于待测物体正上方，待测物体与表面缺陷检测光源之间还设有的分光镜，待测物体一侧还设有线阵相机和设置于其下方的反射镜，所述待测物体通过所述分光镜和所述反射镜在所
述线阵相机中成像；所述待测物体的另外一侧还设有单色光源。
10.一种表面缺陷检测装置，使用了上述表面缺陷检测光源，包括设置于待测物体上方的线阵相机，待测物体与线阵相机之间还设有分光镜，表面缺陷检测光源设置于分光镜的一侧且与分光镜处于同一水平面内，分光镜的另外一侧设有单色光源。
11.一种表面缺陷检测装置，使用了上述表面缺陷检测光源，表面缺陷检测光源设置于待测物体上方，且二者之间还设有分光镜，分光镜的两侧分别设有线阵相机和单色光源，且线阵相机与分光镜处于同一水平面内。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.采用特殊定制的双波长面光、分光镜、反射镜以及侧面单色光组合出的成像系统。通过彩色相机通道提取功能，分别获得高角度成像和低角度成像效果图进行检测，既可以凸显缺陷对比度，又可以降低表面纹理干扰的成像方式及检测系统，该系统对光源光场分布的要求是既能保证光线的方向性又有一定的散射性。
附图说明
14.图1为本实用新型一种表面缺陷检测光源的俯视图；
15.图2为常规面光源的结构示意图；
16.图3为实施例1中的一种表面缺陷检测装置的结构示意图；
17.图4为实施例2中的一种表面缺陷检测装置的结构示意图；
18.图5为实施例3中的一种表面缺陷检测装置的结构示意图；
19.图6为使用本实用新型的表面缺陷检测光源进行通道提取的第一个通道成像效果；
20.图7为使用本实用新型的表面缺陷检测光源进行通道提取的第二个通道成像效果。
21.附图标记说明：
22.1、线阵相机1；2、镜头；3、反射镜；4、表面缺陷检测光源；
23.5、分光镜；6、待测物体；7、单色光源；
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种表面缺陷检测光源4，包括镜头2，镜头2上相邻分布着第一光区、第二光区和第三光区，第一光区、第二光区和第三光区内都均匀的排布着波长为λ1的灯珠，第一光区内的相邻两列灯珠之间还设有一列波长为λ2的灯珠；第三光区内的相邻两列灯珠之间也设有一列波长为λ2的灯珠；且第一光区、第三光区内的波长为λ1的灯珠，波长为λ2的灯珠的亮度能够通过亮度调节装置进行独立调节。首先，该设计通过分光镜5、反射镜3配合，使得该光源中间部分的led光照可垂直照射在待测物体6上，该成像为共轴照明，可以凸显出待测物体6的结构缺陷和部分表面缺陷，两侧面光中同
波长光源发射漫射光，可以匀化掉待测物体6表面的纹理，减少成像的干扰。该光场分布兼具方向性和散射性双重特性，即可匀化待测物体6表面的纹理，保证了图像均匀性，又能凸显结构缺陷的特征，提升成像系统的缺陷检出能力。其次，侧面低角度光源为低角度成像，可以凸显出待测物体6的表面缺陷，低角度光源和面光两侧插入的同波长led灯珠同时发光。面光发射出漫射光，匀化待测物体6表面的纹理，防止纹理对算法检测的干扰。最后，利用算法中的通道提取功能，可以分别获得高角度成像和低角度成像的黑白图像效果。不会有高、低角度打光之间互相干扰成像效果
26.以上述光源为主体，可以得到以下几种形式的表面缺陷检测装置。
27.实施例1。
28.如图3所示，使用了上述表面缺陷检测光源4，表面缺陷检测光源4设置于待测物体6的正上方，待测物体6与表面缺陷检测光源4之间还设有的分光镜5，待测物体一侧还设有线阵相机1和设置于其下方的反射镜3，待测物体通过分光镜5和反射镜3在线阵相机1中成像；待测物体6的另外一侧还设有单色光源7。
29.实施例2。
30.如图4所示，使用了上述表面缺陷检测光源4，包括设置于待测物体上方的线阵相机1，待测物体与线阵相机1之间还设有分光镜5，表面缺陷检测光源4设置于分光镜5的一侧且与分光镜5处于同一水平面内，分光镜5的另外一侧设有单色光源7。
31.实施例3。
32.如图5所示，使用了上述表面缺陷检测光源4，表面缺陷检测光源4设置于待测物体上方，且二者之间还设有分光镜5，分光镜5的两侧分别设有线阵相机1和单色光源7，且线阵相机1与分光镜5处于同一水平面内。
33.如图6和图7所示，上述该视觉系统，通过特殊设计的面光源可匀化掉待测物体6表面的纹理，同时凸显表面的外观缺陷，得到缺陷特征明显，背景均匀的成像效果。
34.值得一提的是，本表面缺陷检测视觉系统不局限于封装基板的缺陷检测，针对其它的复杂的表面缺陷检测项目可根据实际需求来改进该光源光路设计。
35.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。