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SO型芯片引脚共面性在线光电质检仪的设计与实现

作　者: 张杰
导　师: 萧泽新
学　校: 桂林电子科技大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 共面性分辨率照明系统 PWM 边缘检测
分类号: TN407
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 13次
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内容摘要

SO(Small Out-line)型芯片的引脚共面性(平整度)直接关系到后续回流焊的可靠性。目前大部分厂家采用人工目检的方法对SO型芯片共面性进行检测,但随着生产厂家生产速度的提高和上游组装厂家对引脚共面性精度要求的提高,人工目检的弊端越来越凸现。用于SO型芯片引脚共面性的快速在线质检仪器技术一直被日本、德国等少数几个国家垄断,因而造成该类仪器价格昂贵,难以在生产线上推广。为了满足国内厂家对经济型在线共面性检测的需求,本文提出了一种集光、机、电、图像处理技术于一体的仪器设计方案。本文阐述了该仪器的检测原理与设计方法,并最后创新地成功研制成了商品样机,为我国微电子制造业提供了一种新机型,对我国微电子行业的技术进步做出了积极的贡献。本文是作者学位研究成果的总结,作者对以下几个主要方面进行了研究:1、详细论述了匹配该检测仪器的大视场(视场直径达28mm),高分辨率摄录物镜的设计方法,并运用MTF函数对设计出的物镜进行评价。最后阐述了基于价值工程原理的CCD的选择方法。2、设计了与光学系统相匹配的照明系统,并对杂散光的产生以及传播途径进行了分析,提出了几种处理杂散光的有效办法。3、通过分析比较,选择了适合本仪器的运动方案,阐述了基于该方案的运动控制系统的工作原理,并对步进电机驱动及其细分原理和电路设计进行了详细的论述。3、介绍了图像处理的执行步骤,阐述了图像的获取和预处理,并详细论述了引脚端面和基准端面的扫描识别方法。在近一年的研究开发过程中,作者和课题组成员,近20次带样机到现场与生产线“磨合”经过上千次实验,对结构及其电气控制部分进行了几十次的改进,目前其商品样机已经在一家大型台资企业生产线上试运行近一个月,尚无出现故障,课题组正在筹备对该成果进行技术鉴定。本成果已申请了发明专利和实用新型专利,并已受理,专利申请号为:200810073987.4和200820113668.7.(附:鉴于本成果具有原始创新性质,且专利尙在审理阶段，建议学?员狙宦?文进行保密处理。)

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-15
  1.1 引言  8
  1.2 课题来源和检测对象的描述  8-9
  1.3 国内外现状  9-13
    1.3.1 国内同类产品分析  10-12
    1.3.2 国外同类产品分析  12-13
  1.4 课题研究目的和意义  13
  1.5 研究内容及创新工作  13-14
    1.5.1 课题研究内容  13-14
    1.5.2 课题创新工作  14
  1.6 学位论文结构及主要内容  14-15
第二章系统总体设计概述  15-20
  2.1 系统总体设计  15-16
  2.2 大视场高分辨率摄录物镜系统  16
  2.3 照明系统与杂散光处理系统  16-17
  2.4 图像采集装置  17
  2.5 运动方案的确定与运动控制电路的实现  17-19
  2.6 图像处理及其检测算法研究  19
  2.7 本章小结  19-20
第三章光学系统设计与研究  20-31
  3.1 大视场高分辨率摄录物镜设计  21-26
    3.1.1 物镜参数的确定  21
    3.1.2 摄录物镜的设计  21-24
    3.1.3 光学传递函数在评价光学系统像质上的应用  24-26
  3.2 CCD器件的选取  26-30
    3.2.1 价值工程的概念的提出  27
    3.2.2 VE对象的选择  27-29
    3.2.3 方案的提出  29-30
  3.3 本章小结  30-31
第四章照明系统和消杂散光的设计  31-39
  4.1 照明光学系统的设计  31-35
    4.1.1 照明方式种类的选择  31-32
    4.1.2 聚光镜系统的设计  32-35
  4.2 杂散光处理技术的研究  35-38
    4.2.1 杂散光的产生分析  35
    4.2.2 常见杂散光消除方法研究  35-37
    4.2.3 SO芯片引脚共面性质检仪的消杂散光设计  37-38
  4.3 本章小结  38-39
第五章运动的实现和数字调光技术的研究  39-52
  5.1 运动方案的选定  39-41
  5.2 运动控制器的设计  41-48
    5.2.1 运动控制器的工作原理  41-42
    5.2.2 主控制器Atmega16单片机  42-43
    5.2.3 上位机和下位机的串口通讯  43-45
    5.2.4 电机的驱动  45-48
  5.3 数字调光电路的实现  48-51
    5.3.1 脉宽调制（PWM）原理  49
    5.3.2 硬件工作原理和实现及其程序流程设计  49-51
  5.4 本章小结  51-52
第六章图像处理及其检测算法研究  52-62
  6.1 图像的获取  53-54
  6.2 图像的初始化  54-55
  6.3 引脚端面和基准端面图像检测方法的研究  55-58
  6.4 基准端面的扫描  58-59
  6.5 引脚端面的扫描  59-60
  6.6 软件主界面  60-61
  6.7 本章小结  61-62
第七章总结与展望  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
作者在攻读硕士期间主要研究成果  67

SO型芯片引脚共面性在线光电质检仪的设计与实现

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