專利名稱：微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法及其系統(tǒng)，具 體是一種顯微圖像技術(shù)、光學(xué)圖像處理技術(shù)、計算機視覺識別技術(shù)和精密 定位技術(shù)相結(jié)合的方法及其系統(tǒng)，適用于微細(xì)電子元器件、半導(dǎo)體芯片的 表面微觀劃痕等缺陷檢測以及微細(xì)線寬的精確測量。
背景技術(shù)：
在珠三角地區(qū)匯聚著全球九成以上的計算機產(chǎn)業(yè)巨頭，有電子信息企
業(yè)近3000家，沿珠江已形成電子信息產(chǎn)業(yè)黃金走廊。生產(chǎn)的電腦磁頭等 半成品約占全球市場的40%;生產(chǎn)的電路板、電腦驅(qū)動器等占全球市場的 30%。目前國內(nèi)大批量的微細(xì)電子元器件表面質(zhì)量檢測大部分通過人眼在 高倍顯微鏡下進(jìn)行觀察和判斷，有的產(chǎn)品缺陷檢測對光學(xué)要求嚴(yán)格，肉眼 在顯微鏡下也難以判斷，通過手指觸摸的方式進(jìn)行判斷。
大批量的產(chǎn)品檢測往往需要大量的員工進(jìn)行高重復(fù)性的工作。這種產(chǎn) 品缺陷檢測方式有許多不足之處，首先，人眼長時間工作在高倍率的顯微 鏡下，極易疲勞，容易誤判和漏判；其次，由于每個人對標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識程度 和理解程度不同，主觀判斷的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，難以量化，因此在檢測過程 中，沒有統(tǒng)一的檢測標(biāo)準(zhǔn)；最后，由于檢測的工作量大、重復(fù)性高，對人 眼的傷害嚴(yán)重。多數(shù)電子元器件生產(chǎn)企業(yè)依然屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)， 一方 面得益于相對低廉的勞動力成本，同時國外相對成熟的全自動檢測設(shè)備成 本非常昂貴，因此許多企業(yè)迫于成本和資金壓力，依然采用大量人工在高倍顯微鏡下目測這種相對落后的檢測方式，效率較低，產(chǎn)品的附加值較低。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有檢測微細(xì)元件的方式技術(shù)所存在的上述不足，本發(fā)明目的之 一在于，提供一種采用光學(xué)和圖像識別原理，自動檢測產(chǎn)品的微觀表面缺 陷的全自動紫外光學(xué)檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的還在于，提供一種用來實現(xiàn)前述的微觀表面缺陷全自動 紫外光學(xué)檢測方法的系統(tǒng)。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，所提供的技術(shù)方案是
一種微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法，其包括待檢測產(chǎn)品及控 制計算機，其包括如下步驟
1) 依次設(shè)置一自動上料系統(tǒng)、 一精密定位系統(tǒng)、 一紫外光學(xué)系統(tǒng)、 一顯微視覺系統(tǒng)、 一圖像采集系統(tǒng)、 一圖像處理系統(tǒng)及一自動卸料系統(tǒng)， 并將其依次連接、使其彼此銜接并相互通訊，構(gòu)成一檢測系統(tǒng)；
2) 所述自動上料系統(tǒng)啟動，將待檢測產(chǎn)品傳送到顯微視覺系統(tǒng)的工 作區(qū)域內(nèi)，由精密定位系統(tǒng)將其準(zhǔn)確定位；
3) 紫外光學(xué)系統(tǒng)啟動，對待檢測產(chǎn)品的微觀表面曲線特征進(jìn)行照明， 加強產(chǎn)品的微觀表面缺陷特征信息，這些缺陷特征再經(jīng)過顯微視覺系統(tǒng)進(jìn) 行放大和加強處理；
4) 圖像采集系統(tǒng)啟動，顯微視覺系統(tǒng)放大與加強處理后的信息，采 集并傳輸?shù)娇刂朴嬎銠C；
5) 圖像處理系統(tǒng)啟動，對接收到的待測產(chǎn)品微觀表面缺陷特征的圖 像信息進(jìn)行分析和處理，包括對有缺陷的待測產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)計和報警；6)自動卸料系統(tǒng)啟動，將檢測完成的產(chǎn)品，自動卸料。 所述的微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法，所述的步驟l)，其包
括如下步驟
分別設(shè)定自動上料系統(tǒng)、精密定位系統(tǒng)、紫外光學(xué)系統(tǒng)、顯微視覺系 統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及自動卸料系統(tǒng)的運行參數(shù)。
所述的微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法，所述的步驟5)，其包 括如下步驟
31) 原始圖像提??；
32) 特征提??；
33) 圖像處理。
一種實現(xiàn)所述的微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法的系統(tǒng)，其由 依次連接的一自動上料系統(tǒng)、 一精密定位系統(tǒng)、 一紫外光學(xué)系統(tǒng)、 一顯微 視覺系統(tǒng)、 一圖像采集系統(tǒng)、 一圖像處理系統(tǒng)及一自動卸料系統(tǒng)構(gòu)成。
所述的精密定位系統(tǒng)包括驅(qū)動模塊、運動控制模塊、位置信息反饋模 塊，其中運動控制模塊中設(shè)置有運動速度、范圍、步進(jìn)距離參數(shù)調(diào)節(jié)單元。
所述的紫外光學(xué)系統(tǒng)，包括紫外光線發(fā)射模塊、散熱模塊、光線角度 調(diào)整模塊和亮度調(diào)整模塊。
所述的顯微視覺系統(tǒng)包括一可將表面的質(zhì)量缺陷特征放大的顯微放 大模塊，及一可采集的圖像信息并將其傳輸?shù)綀D像處理系統(tǒng)進(jìn)行圖像分析 的紫外光攝像機。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明提供的方法由于紫外光的波長短，波長
范圍為100nm-300nm，相比與可見光的波長范圍350nm-700nm，紫外光學(xué)系 統(tǒng)更適合高精度的光學(xué)檢測；將顯微視覺系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)結(jié)合起來，實現(xiàn)對微觀的表面質(zhì)量缺陷特征的準(zhǔn)確檢測，能夠取代人眼在高倍顯微鏡 下進(jìn)行觀察和判斷，從而避免人眼判斷的諸多不足，有效地提高了檢測效 率和準(zhǔn)確性；本發(fā)明提供的系統(tǒng)可全自動上料、檢測與卸料，而且檢測精 確性高、速度快，大大提高了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品合格率。 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的工作流程示意框圖； 圖2為圖1中的精密定位系統(tǒng)的組成模塊框圖； 圖3為圖1中的紫外光學(xué)系統(tǒng)的組成模塊框圖； 圖4為圖1中的顯微視覺系統(tǒng)的組成模塊框圖； 圖5為圖1中的圖像處理系統(tǒng)的組成模塊框圖。
具體實施例方式
實施例參見圖l、圖2、圖3、圖4和圖5，本發(fā)明實施例提供的一 種微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法，其包括待檢測產(chǎn)品及控制計算
機，其還包括如下步驟
1) 依次設(shè)置一自動上料系統(tǒng)、 一精密定位系統(tǒng)、 一紫外光學(xué)系統(tǒng)、 一顯微視覺系統(tǒng)、 一圖像采集系統(tǒng)、 一圖像處理系統(tǒng)及一自動卸料系統(tǒng)， 并將其依次連接、使其彼此銜接并相互通訊，構(gòu)成一檢測系統(tǒng)；
2) 所述自動上料系統(tǒng)啟動，將待檢測產(chǎn)品傳送到顯微視覺系統(tǒng)的工 作區(qū)域內(nèi)，由精密定位系統(tǒng)將其準(zhǔn)確定位；
3) 紫外光學(xué)系統(tǒng)啟動，對待檢測產(chǎn)品的微觀表面曲線特征進(jìn)行照明， 加強產(chǎn)品的微觀表面缺陷特征信息，這些缺陷特征再經(jīng)過顯微視覺系統(tǒng)進(jìn)行放大和加強處理；
4) 圖像采集系統(tǒng)啟動，顯微視覺系統(tǒng)放大與加強處理后的信息，采 集并傳輸?shù)娇刂朴嬎銠C；
5) 圖像處理系統(tǒng)啟動，對接收到的待測產(chǎn)品微觀表面缺陷特征的圖 像信息進(jìn)行分析和處理，包括對有缺陷的待測產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)計和報警；
6) 自動卸料系統(tǒng)啟動，將檢測完成的產(chǎn)品，自動卸料。 所述的微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法，所述的步驟l)，其包
括如下步驟
分別設(shè)定自動上料系統(tǒng)、精密定位系統(tǒng)、紫外光學(xué)系統(tǒng)、顯微視覺系 統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及自動卸料系統(tǒng)的運行參數(shù)。
所述的微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法，所述的步驟5)，其包 括如下步驟
31) 原始圖像提??；
32) 特征提?。?br> 33) 圖像處理。
參見圖l、圖2、圖3、圖4和圖5， 一種實現(xiàn)前述的微觀表面缺陷全 自動紫外光學(xué)檢測方法的系統(tǒng)，其由依次連接的一自動上料系統(tǒng)、 一精密 定位系統(tǒng)、 一紫外光學(xué)系統(tǒng)、 一顯微視覺系統(tǒng)、 一圖像采集系統(tǒng)、 一圖像 處理系統(tǒng)及一自動卸料系統(tǒng)構(gòu)成。
所述的精密定位系統(tǒng)包括驅(qū)動模塊、運動控制模塊、位置信息反饋模 塊，其中運動控制模塊中設(shè)置有運動速度、范圍、步進(jìn)距離參數(shù)調(diào)節(jié)單元。
所述的紫外光學(xué)系統(tǒng)，包括紫外光線發(fā)射模塊、散熱模塊、光線角度 調(diào)整模塊和亮度調(diào)整模塊。所述的顯微視覺系統(tǒng)包括一可將表面的質(zhì)量缺陷特征放大的顯微放 大模塊，及一可采集的圖像信息并將其傳輸?shù)綀D像處理系統(tǒng)進(jìn)行圖像分析 的紫外光攝像機。
工作時，自動上料系統(tǒng)和精密定位系統(tǒng)將待檢測的產(chǎn)品準(zhǔn)確傳送到顯 微視覺系統(tǒng)的工作區(qū)域內(nèi)，通過紫外光學(xué)系統(tǒng)對產(chǎn)品的微觀表面曲線特征
進(jìn)行照明，由于紫外光的波長短，紫外光學(xué)系統(tǒng)更適合高精度的光學(xué)檢測; 采用紫外光學(xué)系統(tǒng)和顯微視覺系統(tǒng)，產(chǎn)品的微觀表面質(zhì)量缺陷特征得到明 顯體現(xiàn)，形成對比鮮明的圖像，通過圖像采集系統(tǒng)傳送到圖像處理系統(tǒng)， 圖像處理系統(tǒng)包括原始圖像提取、特征提取和圖像處理三個環(huán)節(jié)，通過圖 像處理系統(tǒng)可對表面質(zhì)量缺陷的類型、范圍、精度、速度等指標(biāo)進(jìn)行設(shè)置； 檢測完成后，由自動卸料系統(tǒng)將檢測完成的產(chǎn)品輸送到下一個環(huán)節(jié)，這樣 就完成一個產(chǎn)品的檢測周期，實現(xiàn)微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測。
根據(jù)本發(fā)明上述實施例所述，具備與本實施例相同或相似技術(shù)特 征的檢測方法及系統(tǒng)，均在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法，其包括待檢測產(chǎn)品及控制計算機，其特征在于，其包括如下步驟1)依次設(shè)置一自動上料系統(tǒng)、一精密定位系統(tǒng)、一紫外光學(xué)系統(tǒng)、一顯微視覺系統(tǒng)、一圖像采集系統(tǒng)、一圖像處理系統(tǒng)及一自動卸料系統(tǒng)，并將其依次連接、使其彼此銜接并相互通訊，構(gòu)成一檢測系統(tǒng)；2)所述自動上料系統(tǒng)啟動，將待檢測產(chǎn)品傳送到顯微視覺系統(tǒng)的工作區(qū)域內(nèi)，由精密定位系統(tǒng)將其準(zhǔn)確定位；3)紫外光學(xué)系統(tǒng)啟動，對待檢測產(chǎn)品的微觀表面曲線特征進(jìn)行照明，加強產(chǎn)品的微觀表面缺陷特征信息，這些缺陷特征再經(jīng)過顯微視覺系統(tǒng)進(jìn)行放大和加強處理；4)圖像采集系統(tǒng)啟動，顯微視覺系統(tǒng)放大與加強處理后的信息，采集并傳輸?shù)娇刂朴嬎銠C；5)圖像處理系統(tǒng)啟動，對接收到的待測產(chǎn)品微觀表面缺陷特征的圖像信息進(jìn)行分析和處理，包括對有缺陷的待測產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)計和報警；6)自動卸料系統(tǒng)啟動，將檢測完成的產(chǎn)品，自動卸料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法， 其特征在于，所述的步驟l)，其包括如下步驟
3、 分別設(shè)定自動上料系統(tǒng)、精密定位系統(tǒng)、紫外光學(xué)系統(tǒng)、顯微 視覺系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及自動卸料系統(tǒng)的運行參數(shù)。
4、根據(jù)權(quán)承:[要求1所述的微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法， 其特征在于，所述的步驟5)，其包括如下步驟-31) 原始圖像提??；32) 特征提?。?3) 圖像處理。
5、 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法的系統(tǒng)，其特征在于，其由依次連接的一自動上料系統(tǒng)、 一精密定位系統(tǒng)、 一紫外光學(xué)系統(tǒng)、 一顯微視覺系統(tǒng)、 一圖像 采集系統(tǒng)、 一圖像處理系統(tǒng)及一自動卸料系統(tǒng)構(gòu)成。
6、 根據(jù)要求3所述的實現(xiàn)微觀表面缺陷全自動^^卜光學(xué)檢測方法的系統(tǒng)，其特征在于所述的精密定位系統(tǒng)包括驅(qū)動模塊、運動控制模塊、位置信息反饋模 塊，其中運動控制模塊中設(shè)置有運動速度、范圍、步進(jìn)距離參數(shù)調(diào)節(jié)單元。
7、 根據(jù)要求3所述的實現(xiàn)微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法的 系統(tǒng)，其特征在于所述的紫外光學(xué)系統(tǒng)，包括紫外光線發(fā)射模塊、散熱模塊、光線角度 調(diào)整模塊和亮度調(diào)整模塊。
8、根據(jù)要求3所述的實現(xiàn)微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法的系統(tǒng)，其特征在于-所述的顯微視覺系統(tǒng)包括一可將表面的質(zhì)量缺陷特征放大的顯微放 大模塊，及一可采集的圖像信息并將其傳輸?shù)綀D像處理系統(tǒng)進(jìn)行圖像分析 的紫外光攝像機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微觀表面缺陷全自動紫外光學(xué)檢測方法及其系統(tǒng)，其由依次連接的一自動上料系統(tǒng)、一精密定位系統(tǒng)、一紫外光學(xué)系統(tǒng)、一顯微視覺系統(tǒng)、一圖像采集系統(tǒng)、一圖像處理系統(tǒng)及一自動卸料系統(tǒng)構(gòu)成；自動上料系統(tǒng)和精密定位系統(tǒng)將待檢測的產(chǎn)品準(zhǔn)確傳送到顯微視覺系統(tǒng)的工作區(qū)域內(nèi)，通過紫外光學(xué)系統(tǒng)對產(chǎn)品的微觀表面曲線特征進(jìn)行照明，加強產(chǎn)品的微觀表面缺陷特征信息，這些缺陷特征經(jīng)過顯微視覺系統(tǒng)得到放大和加強，并通過圖像采集系統(tǒng)傳輸?shù)接嬎銠C，由圖像處理系統(tǒng)對采集到的微觀表面缺陷特征的圖像信息進(jìn)行分析和處理，對有缺陷的產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)計和報警后，由自動卸料系統(tǒng)將檢測完成的產(chǎn)品卸料，實現(xiàn)微觀表面質(zhì)量缺陷全自動光學(xué)檢測。
文檔編號G01N21/88GK101493425SQ200810172600
公開日2009年7月29日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者華 王 申請人:東莞康視達(dá)自動化科技有限公司