专利名称：一种焊头定位精度检测系统的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种焊头定位精度检测系统。
背景技术：
IC芯片粘片机的焊头机构具有高速往复运行、精度高、运动轨迹复杂、机
构装配零件多、焊头吸嘴体积小等特点。焊头吸嘴的任务是把拾片点上的由晶 圆已切割分离的晶片拾起，在传动机构的作用下将晶片传送到粘片点的？I线框 架上焊牢，从而完成拾取晶片、传送晶片及粘焊晶片等动作。在拾取和粘焊晶
片时所需要的垂直运动行程很小，仅为l 3mm,而传送晶片的行程却很大，一 般与晶圓的直径有关，目前晶圆直径已达12英寸以上，即超过250mm。为了提高 生产效率，焊头机构均具备高速往复运行的特点，而对于此种高速运行的焊头 机构，常常出现定位精度差，从而存在粘片质量低的缺陷。现有技术中，常用 接触式位置传感器对焊头的定位进行测量，然而由于接触式传感器会干涉甚至 影响焊头的工作状态，使得检测的精度大大降低，从而难以满足检测的要求。
实用新型内容
为了克服现有技术中接触式位置传感器对焊头的定位测量精度差的缺点， 本实用新型提出 一种非接触式的焊头定位精度检测系统，该检测系统对焊头吸 嘴的定位测量精度高、不干涉焊头运动且实时性强。
本实用新型所采取的技术方案为 一种焊头定位精度检测系统，包括焊头 吸嘴及控制焊头吸嘴在拾片点拾取晶片、传送晶片和在粘片点粘焊晶片的传动
机构，其中，该粘片点下安装有反光镜，焊头吸嘴中心设有一中空通孔，中空 通孔的上方设置有向反光镜发光的光源，及采集由反光镜反射信号的图像采集 器，图像采集器还连接一处理上述光信号的计算机处理系统。
焊头吸嘴中空通孔的上方还设置有一与中空通孔同轴的镜筒，图像采集器 位于镜筒上方，镜筒内设置有半透镜，光源位于半透镜的一侧，光源发出的光 线经半透镜折射到反光镜，由反光镜反射，经由中空通孔及镜筒射向图像采集 器，图像采集器得到的是吸嘴内孔的轮廓图像。
上述中空通孔的孔径约为0. 2mm。
光源通过半透镜形成垂直光束，图像采集器、镜筒、焊头粘片点和反光镜 的几何中心处于同一光轴上。
上述图像采集器由将光信号转换成图像信号的CCD摄^^几构成，检测系统 由图像处理单元、图像采集器及控制单元组成。
本实用新型的焊头定位精度检测系统，利用了图像采集器对焊头吸嘴到达 粘片点的吸嘴内孔图像信号进行采集，并由图像处理单元对图像进行处理，从 而得出吸嘴内孔图像的几何中心坐标信息，以非接触的检测方式实现对高速运 动焊头机构定位精确的测量；该焊头定位精度检测系统结构简单，调整方便， 仅需对控制系统的参数及程序进行设定即可对该检测系统进行控制。
图l为本实用新型实施例l的焊头定位精度检测系统的组成图； 图2为本实用新型的焊头定位精度检测方法的工作流程； 图3为本实用新型的图^^处理流程图4为本实用新型实施例2的焊头定位精度检测系统的组成图。
具体实施方式
实施例l
如图l所示， 一种焊头定位精度检测系统，包括焊头吸嘴3及控制焊头吸嘴3 在拾片点2拾取晶片、传送晶片和在粘片点粘焊晶片的传动机构8，其中，该粘 片点2下安装有反光镜1，为了实施焊头吸嘴3在真空负压状态下吸拾晶片，上述 焊头吸嘴3中心设有一中空通孔，中空通孔的上方设置有向反光镜l发射光信号 的光源4，及采集由反光镜1反射信号的图像采集器6，该图像采集器6还连接一 处理上述光信号的计算机处理系统7 。
该光源4向反光镜1发射出光信号，并在反光镜l上形成光斑，光斑图像再反 射回图像采集器6。当依程序焊头吸嘴3应当到达粘片点2的时刻，系统发出触发 脉冲。图像釆集器6将采集到的光信号转换为吸嘴内孔轮廓的图^象信号，并传送 至计算机处理系统7，计算机处理系统7对图像信号进行处理，得到吸嘴3定位的 几4可坐标信息。
在焊头吸嘴3中空通孔的上方还设置有一与中空通孔同轴的镜筒5,图像 采集器6位于镜筒5上方，镜筒5内设置有半透镜9,光源4位于半透镜9 一侧， 光源4发出的光线经半透镜9折射，在镜筒5中形成与镜筒5同轴的光线，光 线再经由中空通孔射向反光镜l,并在反光镜l形成中空通孔内径轮廓光斑，光 斑图像再经由中空通孔反射到图像采集器6上。上述中空通孔的孔径约为0. 2mm。 上述光源4通过半透镜9形成垂直光束，且该图像采集器、镜筒、焊头粘片 点和反光4竟的几何中心处于同 一光轴上。
上述图像采集器6由将光斑图像转换成图像信号的CCD摄^^几构成，该计 算机处理系统7由图像处理单元10、图像采集器6及控制单元11组成。其中， 该控制单元11通过向图像采集器6及图像处理单元10发送触发脉冲的方式， 来控制其工作。 本实用新型还提供了一种焊头定位精度检测方法，如图2所示，其包括以 下步骤
1) 开始
检测系统开始运行，设于镜筒5内半透镜9 一侧的光源4发射出光线，在 半透镜9的作用下，在镜筒5中形成与镜筒5同轴的光线，光线再经由中空通 孔射向反光镜l,并经反光镜1反射至图像采集器6。传动机构8将焊头吸嘴3 传送到粘片点2上，当焊头吸嘴3依照预定程序应该到达粘片点2的时刻，控 制单元发11出触发脉冲，图像采集器采集焊头吸嘴中空通孔内径轮廓的光斑图。 焊头吸嘴3在粘片点2停留的时间约为30ms (在IO至100ms范围内可调)。
2) 系统初始化
对计算机处理系统7及图像采集器6进行初始化处理。
3) 图像标定
图像标定是该检测系统进行测量的勤出。由于图像采集器6采集的图像是 以像素为单位，而现实中物体以毫米为单位，必须把像素单位转化为测量单位， 因此需要对图像测量系统进行合理和精确的标定，通过图像标定把图像的像素 单位转化为实际测量单位。
采用游标卡尺标定的方式进行图傳4示定。测量前先调整游标卡尺的两尺钳 开口的距离，本实施例中开口的距离设为2mm,采集两尺钳开口的图像，通过两 尺钳开口的距离与两尺钳开口图像的像素之比，得到两尺钳开口之间像素距离。 本实施例中，由两尺钳开口边缘之间的距离中有像素544. 61pixel，而实际卡尺 为标准2mm,即可得出本系统中一个像素为0. 0037mm。
4) 判断是否有触发信号
当收到控制单元11发出的触发脉冲，该图像采集器6开始采集图像，并
将采集到的光信号转换为图像信号，且传送至图像处理单元10进行处理。
当未收到控制单元11的触发脉冲时，检测系统回到步骤4)，等待触发脉冲 的到来。
5)图像处理
该图像处理单元IO将接收到的图像信号进行处理，如图3所示的图像处理 流程，其包括以下步骤
a) 图像增强
图像增强用于调整图像的对比度，突出图像中的重要细节，改善视觉质量。 本系统采用直方图指数化处理，以增强图像对比度，减少因爆光不足与振动产 生的模糊。采用查找表(Look—Up Table)变换，对图像灰度进行特定计算及转 换。其中设定指数为l. 5。
b) 图像阈值分割，进行二值化处理
经过LUT处理后的图像轮廓已经比较清楚，但仍有小量模糊与不连续。对此 图像再进行一次二值化，将灰度图像转化成黑白图^f象，以便后面目标图像的分 析，同时也便于对图像中部分干扰因素的处理。二值化处理后目标图像取白色， 背景取黑色，从而使目标的特征更明显。本系统调整灰度选用的是双峰法手动 阈值，设置阈值范围为150-255。
c)图像数学形态化
区域填充(Fill holes)
本系统采用形态学的基本运算对二值化后的图像进行区域填充，以使增强后 的图^f象中不连续部分封闭。 闭运算(closing )
为了使图像在阈值化后所得到边界平滑，本系统采用形态学的闭运算对图像
进行进一步处理。闭运算采用3 x 3结构元素进行逻辑运算。
凸壳函数运算(Convex Hull)
闭运算后图像进一步平滑，再对图像进行凸壳函数运算。
d) 粒子分析，求中心坐标
粒子分析是将目标图像所需要检测的几何信息通过电子表格列出。
e) 焊头检测系统界面和误差分析
系统每采集一次图像，均对图像进行一次上述图像处理，并把粒子分析后 的结果显示并保存在Excel表格中。 6)判断检测是否完毕
根据计算机处理系统7设定的員判断检测是否完毕，当检测完毕时，该 计算机处理系统7输出结果，并结束采集与处理图像，结束检测；当检测未完 毕时，回到步骤3)。
上述焊头定位精度检测方法中，由于焊头吸嘴3是高速运动的，图像采集 器6采集及转换图像的速度跟不上焊头吸嘴3的运动。因此，该检测系统采用 焊头吸嘴3每两次到达粘片点2时，该控制单元11发送一次触发脉冲给图像采 集器6，从而解决图像采集器6采集及转换图像速度跟不上的问题，即采用焊头 吸嘴3每两次到达粘片点2时检测一次焊头吸嘴3的位置精度，而不是每次都 检测的方法，从而能有效地解决图像采集器6采集及转换后的图^fl^莫糊的问题。 实施例2
如图4所示，本实施例中可省去镜筒5和设置于镜筒5内的半透镜9，利用设 于焊头吸嘴3两側的对称光源4进行照明，使得图像采集器6能准确地采集到吸嘴 在粘片点2上的内孔几何坐标的信息，完成焊头吸嘴3的定位检测。
当然，上述光源4的位置可进行手动调整，即可对光源4发出光线的方向和
角度进行调整，形成良好的照明效果和避免焊头吸嘴3在高速运行中对光源的干 涉，从而影响采集图像信号。
权利要求1.一种焊头定位精度检测系统，包括焊头吸嘴(3)及控制焊头吸嘴(3)在拾片点(2)拾取晶片、传送晶片和在粘片点粘焊晶片的传动机构(8)，其特征在于粘片点(2)下安装有反光镜(1)，上述焊头吸嘴(3)中心设有一中空通孔，中空通孔的上方设置有向反光镜(1)发光的光源(4)，及采集由反光镜(1)反射的光信号的图像采集器(6)，图像采集器(6)还连接一处理上述光信号的计算机处理系统(7)。
2. 根据权利要求1所述的焊头定位精度检测系统，其特征在于焊头吸嘴 (3)上方设置一与中空通孔同轴的镜筒(5)，图像采集器(6)位于镜筒(5)上方， 该镜筒(5)内设置有半透镜(9)，光源(4)位于半透镜(9)的一侧，且其发出的光 线经半透镜(9)折射并经由该中空通孔射向反光镜(1),经反射后仍经由中空通 孔及镜筒(5)射向图像采集器(6)。
3. 根据权利要求1所述的焊头定位精度检测系统，其特征在于光源(4) 通过半透镜(9)形成垂直光束，图像采集器、镜筒、焊头粘片点和反光镜的几何 中心处于同一光轴上。
4. 根据权利要求1所述的焊头定位精度检测系统，其特征在于图像采集 器(6)由将光信号转换成图像信号的CCD摄^4M勾成，计算机处理系统(7)由图 像处理单元(IO)、图像采集器(6)及控制单元(11)组成。
专利摘要本实用新型公开了一种焊头定位精度检测系统，包括焊头吸嘴及控制焊头吸嘴在拾片点拾取晶片、传送晶片和在粘片点粘焊晶片的传动机构，其中，粘片点下安装有反光镜，焊头吸嘴的中空通孔上方设置有向反光镜发光的光源，以及采集由反光镜反射的光信号的图像采集器，该图像采集器还连接一处理上述光信号的计算机图像处理系统。该焊头定位精度检测系统的测量精度高、不干预焊头运动且实时性强。
文档编号H01L21/50GK201185185SQ20072005953
公开日2009年1月21日 申请日期2007年11月13日 优先权日2007年11月13日
发明者刘吉安, 李克天, 新 陈, 黄向修 申请人:广东工业大学